Los fascinantes videos ofrecen una nueva mirada a las formas en que se forman los cristales.

Los clips en tiempo real, descritos el 30 de marzo en Nature Nanotechnology, muestran vistas de cerca de partículas de oro microscópicas que caen, se deslizan y revolotean antes de encajar en estructuras cristalinas.

Antes de embarcarse en el estudio, el físico Erik Luijten de la Universidad Northwestern en Evanston, Illinois, esperaba confirmar simplemente percepciones centenarias sobre cómo se forman los cristales. Pero, dice, "todavía había mucho por descubrir sobre la cristalización". 

Los átomos que forman cristales familiares como la sal, el azúcar y el cuarzo son difíciles de visualizar en acción. Entonces, el equipo recurrió a nanopartículas de oro, cada una de aproximadamente 60 mil millonésimas de metro de ancho, o aproximadamente una milésima parte del diámetro de un cabello humano típico. Los investigadores utilizaron microscopía electrónica de transmisión para rastrear las partículas a medida que se colocaban en posición después de flotar en un fluido salado.

Entre las sorpresas de los videos, dice Luijten, está la forma en que la cristalización dependía de las nanopartículas de oro que se deslizaban por las superficies de los cristales, así como la forma en que las partículas se abrieron paso rápidamente hacia los cristales en crecimiento desde el fluido circundante. Los videos permitieron a los investigadores encontrar formas de controlar ambos procesos.

Al ajustar la química del fluido, los investigadores ajustaron la velocidad a la que se depositaron las nanopartículas de la solución circundante para formar los cristales. Elegir entre formas que incluyen cubos, cubos con caras dentadas y esferas cambió la forma en que las partículas se movían a lo largo de los cristales. Al cambiar tanto la química del fluido como la forma de las partículas, los investigadores controlaron si los cristales de nanopartículas crecían en planos lisos o superficies rugosas.

Las nanopartículas tienen cientos de veces el tamaño de los átomos. Pero los investigadores creen que los átomos se convierten en cristales de la misma manera, lo que hace que las nanopartículas sean sustitutos prácticos. El estudio podría ayudar en el diseño de componentes electrónicos flexibles, células solares de alta eficiencia y otros materiales con propiedades que se basan en estructuras cristalinas ( SN: 1/6/18; SN: 26/7/17 ).