Quando se trata de microfibras, os pesquisadores não precisarão mais “quebrar o gelo”. Graças a uma nova descoberta em nanomateriais, agora será possível dobrá-lo.
“Nosso grupo trabalha com microfibras de sílica há 20 anos”, diz ele Xin Guo, um cientista óptico da Universidade de Zhejiang, na China, e um dos autores do estudo publicado na Science. Agora, sua equipe se tornou a primeira a cultivar microfibras de gelo flexíveis que pode dobrar-se sobre si mesmo, sem quebrar.
A criação de um gelo flexível e "elástico"
O gelo é conhecido por ser uma substância quebradiça, principalmente devido a imperfeições na estrutura de seus cristais. A ciência ainda não entendeu completamente o que acontece no nível molecular quando o gelo se transforma em água e vice-versa. As propriedades ópticas das novas microfibras de gelo ultra-elásticas podem trazer a compreensão dos fenômenos que as afetam. materiais.
O experimento
Os pesquisadores criaram as microfibras resfriando uma agulha de tungstênio (com a espessura de um único átomo, o objeto mais afiado já feito) em uma câmara especial a cerca de -60 graus Fahrenheit. Eles então usaram um campo elétrico para atrair vapor d'água para a ponta da agulha. Quando o vapor congelou, formou uma microfibra de cerca de 5 micrômetros de diâmetro e cerca de 1 milímetro de comprimento. A equipe neste ponto baixou ainda mais a temperatura entre -94 graus e -238 graus Fahrenheit. Quando tentaram dobrá-lo, descobriram que seu experimento havia funcionado.
A fibra resultante poderia dobrar até uma deformação máxima de 10,9%, muito mais do que o gelo normal, ao mesmo tempo que voltava à sua forma original.
É como mágica. Normalmente não temos cristais de gelo perfeitos. Agora temos uma espécie de microfibra com um caráter muito uniforme.
Limin Tong, Universidade de Zhejiang
O que o gelo flexível pode fazer?
Os pesquisadores enviaram luz por essa microfibra de gelo, que é muito clara, e descobriram que ela funciona tão bem quanto a fibra óptica. E mais: essa fibra também pode ser usada na detecção de vírus ou outros micróbios; colocando minúsculos organismos em microfibras e guiando a luz através deles, podemos aprender mais sobre a concentração, densidade ou tipos de micróbios que podem estar presentes.
No futuro, a equipe também trabalhará na construção de sensores compatíveis com gelo flexível. Claro, esta fibra derrete a cerca de 14 graus Fahrenheit, o que significa que pode não ser útil em muitas situações. “Esta é uma temperatura amplamente utilizada em laboratórios”, diz Tong, “e também em alguns tipos de sorvete”. Mas os investigadores nas regiões polares, ou no espaço, poderiam utilizá-los devido às temperaturas inerentemente baixas.
Talvez mais importante, a luz que brilha através dessas fibras congeladas pode ajudar os pesquisadores a estudar o que acontece quando o gelo muda de fase. Uma vez que uma mudança de fase pode ser alcançada simplesmente dobrando a microfibra, isso poderia revelar mais sobre como os cristais de gelo se formam, por que eles se formam dessa forma e quais moléculas estão envolvidas.
Por enquanto, a próxima etapa é determinar se você pode fazer microfibras de gelo mais longas. Vou mantê-lo atualizado.
