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DIVULGAÇÃO
Do colóide ao vidro ! Há milhões de anos, o homem sabe fabricar vidro e, no entanto, a física desse material estranho permanece mal-compreendida. Hoje, pesquisadores pensam ter encontrado novos indícios para resolver o que continua sendo um dos problemas principais da física da matéria condensada. O vidro era conhecido pelos egípcios a aproximadamente 3.000 anos a.C., mas foi preciso esperar os progressos da física moderna e a fundação da teoria cinética da matéria para começar a compreender esse material fascinante. O vidro, ainda que aparentemente sólido, possui pontos comuns com um líquido. Pode-se, efetivamente, considerá-lo - mesmo sendo a expressão imprópria -, como um líquido bastante viscoso, que estaria em um estado de superfusão. Contudo, essa definição não deve ser tomada ao pé da letra, por motivos relacionados à termodinâmica de fases. Pode-se também considerá-lo como um sólido amorfo, no qual os átomos ocupam posições desordenadas e não formam uma rede cristalina. O vidro, portanto, não é verdadeiramente nem líquido nem sólido. Não obstante, um recente estudo publicado na revista Nature Materials por um grupo de pesquisadores britânicos, japoneses e australianos confirma uma predição anunciada há cinqüenta anos por um físico da Universidade de Bristol (Reino Unido) Sir Charles Frank. Esse físico afirmou que os átomos de um líquido se resfriando para formar um material em estado vítreo, como a obsidiana (rocha constituída de material vítreo vulcânico) deviam se juntar para constituir um dos famosos sólidos platônicos ("sólidos convexos cujas arestas formam polígonos planos regulares congruentes"): um icosaedro. Entretanto, essas estruturas, elas próprias, não formariam uma rede cristalina regular, produziriam assim propriedades características dos líquidos. Notadamente, o próprio Platão tinha proposto que a matéria era formada da associação dos cinco poliedros regulares convexos possíveis, ou seja: o tetraedro, o cubo, o octaedro, o dodecaedro e o icosaedro.  Imagem ao microscópio confocal da aplicação de estruturas icosaédricas no gel em formação. A barra em branco dá a escala, 10 micrômetros. Crédito: Paddy Royall
As imagens tomadas ao microscópio do comportamento de microesferas de proteínas nesse colóide se resfriando para dar um gel mostraram efetivamente o surgimento de icosaedros e a ausência de sua organização numa estrutura cristalina. A observação não é surpreendente porque, do mesmo modo que não é possível realizar um calçamento regular do plano com polímeros regulares possuindo uma simetria de ordem 5 (excetuando-se os quase-cristais de Penrose), não é possível realizar o equivalente em 3D com icosaedros. A equipe de pesquisadores acredita que a compreensão detalhada da formação desse tipo de estrutura deverá levar mais facilmente à criação de novos materiais possuindo as propriedades dos chamados vidros metálicos.  À esquerda, o colóide e, à direita, o gel em fase de resfriamento. As estruturas icosaédricas desordenadas (em vermelho/rosa) estão aparecendo. Crédito: Paddy Royall
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