Uma equipe da Michigan State University desenvolveu um novo método para “desenhar” cristais. Essa tecnologia inovadora de desenho de cristais a laser permite a-geração de cristais sob demanda em horários e locais especificados, fornecendo recursos de fabricação de materiais mais precisos para áreas como células solares, iluminação LED e imagens médicas. Esta descoberta foi publicada na última edição da ACS Nano, uma revista da American Chemical Society.
Os cristais são onipresentes, desde telas de televisão e detectores de fumaça até dispositivos de ultrassom e sistemas de sonar. Suas propriedades ópticas e elétricas exclusivas sustentam os avanços tecnológicos modernos. No entanto, os métodos tradicionais de crescimento muitas vezes resultam na formação de cristais em momentos e locais aleatórios, dificultando a garantia de qualidade e consistência. Essa incerteza há muito restringe a fabricação de dispositivos de alto-desempenho.
Para enfrentar esse desafio, a equipe empregou tecnologia laser ultrarrápida para conseguir o primeiro-"desenho" de cristais em nanoescala. Eles selecionaram cristais de perovskita de haleto de chumbo para seus experimentos-materiais com aplicações significativas em LEDs, células solares e imagens médicas.
Ao contrário das complexas etapas anteriores de crescimento de cristais, a equipe não usou cristais-semente como modelos. Em vez disso, eles miraram em uma minúscula nanopartícula de ouro brilhante-com menos de um-milésimo do diâmetro de um fio de cabelo humano-com um laser. Quando um único pulso de laser atingiu a superfície da nanopartícula, gerou aquecimento instantâneo, induzindo o crescimento do cristal por meio dessa interação. Usando microscopia de alta{6}}velocidade, eles puderam até observar esse processo em tempo real.
Este método de desenho de cristal a laser se assemelha à gravação a laser em metal ou madeira. Não só melhora a controlabilidade da fabricação de cristais, mas também fornece novas ferramentas de pesquisa para áreas como energia, eletrônica e tecnologia quântica. Ao mesmo tempo, ajuda os químicos a compreender melhor o mistério de longa data da formação de cristais.
Usando este método, a equipe pode controlar com precisão quando e onde os cristais crescem. Eles podem sentar-se diante do microscópio e testemunhar o primeiro momento do nascimento de um cristal, orientando sua direção de crescimento. Em seguida, eles planejam usar lasers de múltiplas cores para “desenhar” padrões de cristal mais complexos e tentar criar novos materiais inatingíveis através de métodos tradicionais.
