Quando se trata de microfibras, os pesquisadores não precisarão mais "quebrar o gelo". Graças a uma nova descoberta em nanomateriais, eles agora poderão dobrá-lo.
"Nosso grupo trabalha com microfibras de sílica há 20 anos", diz Xin Guo, 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 (um único átomo de espessura, o objeto mais pontiagudo já feito) em uma câmara especial a cerca de -60 graus Fahrenheit. Eles então usaram um campo elétrico para atrair vapor de 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 muito popular em laboratórios", diz Tong, "e também em alguns tipos de sorvete". Mas pesquisadores em regiões polares, ou no espaço, podem estar fazendo uso dele 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.
