Cientistas descobrem quasicristais do espaço em um meteorito russo
Como um material impossível e de simetria maluca se forma num fragmento de um meteoro? Não há resposta simples. Crédito: Paul Steinhardt/Dov Levine

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Cientistas descobrem quasicristais do espaço em um meteorito russo

Como um material impossível e de simetria maluca se forma num fragmento de um meteoro? Não há resposta simples.
12.12.16

A expressão "quasicristal do espaço" parece título de suspensehollywoodiano com um tiquinho assim de new age. Fora da ficção, porém, o nome existe e guarda, na mesma medida, uma série de mistérios e aplicações. Na semana passada, um estudo publicado na Scientific Reports anunciou que um quasicristal genuíno foi descoberto no interior dos fragmentos de um meteorito encontrado em Khatyrka, no leste russo, cinco anos atrás. É a primeira vez que um tipo de quasicristal foi identificado na natureza, antes de ser criado em laboratório.

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Você deve estar se perguntando: ok, mas que diabos é um quasicristal? É compreensível. Identificado pelo cientista de materiais Dan Schechtman em 1982 – ele ganhou o prêmio Nobel de Química em 2011 por sua descoberta – os quasicristais são arranjos de átomos semelhantes a cristais cuja simetria rotacional "proibida" desafia a expectativa de comportamento de um cristal.

As estruturas cristalinas normais são dispostas periodicamente em formas muito bem dispostas, como cubos (simetria de múltiplos de quatro) ou triângulo (múltiplos de três), entretanto, os quasicristais estão dispostos em padrões não periódicos, como pentagonais, isto é, múltiplos de cinco.

Patricia Thiel, química e cientista de materiais da Universidade Estadual de Iowa, nos EUA, utilizou a analogia da reforma de um banheiro para explicar as propriedades singulares dos quasicristais. "Se você deseja cobrir o piso do seu banheiro, os azulejos podem ser retângulos, triângulos, quadrados ou hexágonos", ela afirma em um artigo da NPR. "Qualquer outra forma não vai servir porque vai deixar um espaço entre eles. Em um quasicristal, imagine que os átomos estão nas pontas dos objetos que você está utilizando. O que o Danny [Shechtman] descobriu é que a simetria pentagonal dá certo."

Deveria ser impossível, mas a ciência dos materiais é cheia de surpresas. Enquanto os quasicristais são muitas vezes estudados por síntese artificial em laboratório, o meteorito de Khatyrka demonstra que eles podem se formar naturalmente. Duas formas anteriores de quasicristais já foram identificadas nos fragmentos desse mesmo visitante do espaço, porém, esses dois arranjos já tinham sido sintetizados em laboratório antes de sua descoberta na natureza. Entretanto, a última descoberta apresenta a simetria icosaédrica, um padrão exótico, apresentando 60 pontos de simetria rotacional, algo semelhante a uma bola de futebol.

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Paul Steinhardt, que trabalha como professor de ciências na Universidade de Princeton, também nos EUA, foi um dos autores da nova pesquisa. Quando perguntei a ele por que esse meteorito específico parece ter tanta abundância de quasicristais, ele me contou que não há uma resposta fácil.

"Talvez haja um ou dois grupos de pesquisadores buscando", Steinhardt afirmou. "Desde que encontramos esse exemplar, estamos tentando compreender como esse em particular se formou, pois ele vai nos informar algo sobre a probabilidade de encontrarmos mais. Entretanto, esse tipo de estudo ainda é muito, muito recente."

"O mais encorajador é que já encontramos três tipos diferentes de quasicristais no mesmo meteorito, e o último é uma composição nunca vista antes em um quasicristal", ele acrescentou. "Isso sugere que há mais a serem encontrados, talvez quasicristais diferentes de tudo o que imaginamos."

Os cientistas têm um longo caminho em direção a uma melhor compreensão dos quasicristais desde sua descoberta, há três décadas. Até aqui, eles já descobriram várias aplicações práticas para eles, desde frigideiras a luzes de LED. Entretanto, como Steinhardt enfatizou, muito desse campo ainda está em seus primórdios e há muito ainda a ser descoberto.

Tradução: Amanda Guizzo Zampieri