Un equipo de físicos utilizó láseres para crear "supercristales", incluso cuando las estructuras lucharon por no existir en absoluto.
Su logro: frustrar los intentos de un material altamente ordenado de formar estructuras más simples y luego usar la energía de los pulsos láser para hacer que el material frustrado entre en un estado supercristalino más complejo.
En la ciencia de los materiales, la materia puede existir en cualquier número de estados cristalinos y no cristalinos diferentes. Y a veces, cuando ese asunto pasa de un estado a otro, se detiene brevemente en un estado intermedio que normalmente no existe en la naturaleza. ¿Entre estos estados exóticos y fugaces? Estructuras supercristales.
Un cristal es un material cuyos átomos o moléculas se han dispuesto en un patrón repetitivo. Cada paso en ese patrón, cada pieza del rompecabezas que forma el cristal, se llama celda unitaria. Estos llamados supercristales son especiales porque las unidades de su estructura cristalina son mucho más grandes que las que se encuentran en los cristales naturales, en este caso, hasta un millón de veces más grandes que los cristales que normalmente forman los químicos que forman el supercristal.
En el nuevo estudio, los físicos colocaron dos materiales, el titanato de plomo y el titanato de estroncio, uno encima del otro de tal manera que cada material frustraba los intentos del otro de organizarse en un cristal a pequeña escala. ¿El resultado? Muchos estados desordenados, irregulares, cristalinos y no cristalinos, dispersos aleatoriamente en todas las capas.
Pero después de un rápido golpe de luz láser azul, las capas se reorganizaron. La explosión láser agregó energía al sistema que llevó al cristal a un estado de organización, el único tipo de organización posible con unidades de cristal a pequeña escala que se han visto frustradas. Una estructura 3D vasta y repetitiva apareció en todo el material, mucho más grande que la estructura que aparece en otros cristales. Los científicos pudieron observar esta estructura utilizando un segundo destello de luz de menor intensidad.
Era el tipo de estructura que podría existir fugazmente a medida que un material cambia de un estado a otro, pero no es de esperar que persista a largo plazo. Y, sin embargo, mostraron los investigadores, este supercristal sobrevivió en condiciones cálidas a temperatura ambiente.
Los resultados se publicaron el 18 de marzo en la revista Nature Materials.
