Tratamentul controlat cu vapori direcționează moleculele către quasicristale moi puternic orientate
Cercetătorii de la Universitatea Națională din Taiwan au descoperit că aceleași molecule pot urma căi de asamblare diferite în funcție de temperatură și de interacțiunile moleculare, deschizând o nouă abordare pentru obținerea unor structuri complexe cu ordine la scară largă. Studiul, publicat în Journal of the American Chemical Society, arată cum controlul modului în care moleculele se organizează – și nu doar al structurii finale – poate permite producerea unor materiale cu orientare uniformă pe suprafețe de ordinul milimetrilor.
Quasicristalele moi prezintă modele neobișnuite care nu se repetă regulat precum cele ale cristalelor convenționale. Obținerea acestor structuri cu o orientare uniformă pe zone întinse rămâne însă o provocare majoră. În cadrul studiului, echipa a urmărit în timp modul în care structurile se modifică și a constatat că un quasicristal cu simetrie 12-fold format inițial se transformă treptat în alte structuri ordonate, în funcție de condiții. Aceste observații au scos la iveală felul în care rearanjările moleculare determină structura care se formează în final.
Pornind de la aceste rezultate, cercetătorii au dezvoltat o strategie numită asamblare autoindusă de vapori (VISA), prin care au accesat o cale de transformare altfel greu de atins. Controlând cu atenție tratamentul cu vapori și răcirea, ei au ghidat moleculele printr-o transformare structurală inversă, permițând formarea unor quasicristale puternic orientate și suprimând apariția orientărilor concurente.
Rezultatul a fost un quasicristal moale puternic aliniat, extins pe regiuni de ordinul milimetrilor, cu modelul său neobișnuit cu simetrie 12-fold orientat uniform în întregul material. Demonstrația arată că influențarea traseului de asamblare, nu doar a structurii rezultate, oferă o cale de a crea materiale complexe cu ordine structurală la scară largă.
„Explorând căi de asamblare greu accesibile în mod normal, putem direcționa moleculele către structuri puternic ordonate pe care metodele convenționale le produc cu dificultate”, a declarat Chien-Lung Wang, profesor de chimie la Universitatea Națională din Taiwan și coautor corespunzător al studiului.
