Uma estudante de doutorado fez uma descoberta inesperada ao observar padrões em espiral, como galáxias microscópicas, em um chip de germânio. Essas formas podem revolucionar nossa compreensão dos padrões naturais.
Yilin Wong, da Universidade da Califórnia em Los Angeles, acidentalmente deixou uma amostra de germânio coberta com filmes metálicos em contato com água. No dia seguinte, padrões espirais eram visíveis no microscópio. Essa observação casual abriu caminho para um estudo aprofundado desses fenômenos.
Uma espiral de 500 μm de diâmetro.
Crédito: Yilin Wong
Essa descoberta, publicada na
Physical Review Materials, é o avanço mais significativo no estudo de padrões químicos desde os anos 1950. Os pesquisadores variaram parâmetros como a espessura do filme metálico para produzir diferentes padrões.
O processo envolve uma camada de cromo e ouro sobre uma pastilha de germânio, exposta a uma solução de gravação. A reação química, catalisada pelo filme metálico, cria padrões na superfície. As tensões mecânicas no filme metálico desempenham um papel crucial na formação desses padrões, mostrando uma interação única entre química e física.
Essa descoberta tem implicações para entender processos naturais, como a formação de fissuras ou o crescimento biológico. Os padrões observados se assemelham aos produzidos por sistemas biológicos, onde as enzimas catalisam o crescimento que deforma os tecidos. Esse sistema oferece um modelo para estudar essas interações em laboratório.
O estudo dos padrões químicos começou nos anos 1950 com os trabalhos de Boris Belousov e Alan Turing. O sistema de Wong e Zocchi representa um avanço importante, oferecendo uma nova estrutura para explorar esses fenômenos. Seus trabalhos podem inspirar novas pesquisas em física e biologia.
Como as tensões mecânicas influenciam os padrões químicos?
As tensões mecânicas nos filmes metálicos podem deformar a superfície, criando padrões específicos durante as reações químicas. Essas deformações atuam como modelos para os padrões que se formam.
A tensão ou compressão pré-existente no metal determina a forma dos padrões. Isso mostra como a física e a química interagem para criar estruturas. Esse fenômeno é semelhante à forma como os tecidos biológicos se desenvolvem sob a influência das enzimas.
Fonte: Physical Review Materials