Marcin Szczepanski, Lead Multimedia Storyteller, Michigan Engineering.
A dolomita, um mineral que se forma naturalmente ao longo de extensos períodos geológicos, há muito que ilude os cientistas na replicação em laboratório.
No entanto, uma descoberta recente num laboratório pode ter decifrado o código, resolvendo um mistério geológico com 200 anos.
Esta rocha sedimentar de carbonato de cálcio e magnésio é normalmente encontrada em formações antigas, incluindo as montanhas Dolomitas de Itália, as Cataratas do Niagara, os Penhascos Brancos de Dover e os Hoodoos do Utah.
Apesar da sua prevalência em rochas com mais de 100 milhões de anos, as tentativas de reproduzir a sua estrutura única em laboratório não tiveram êxito, dando origem ao que os cientistas designaram por “problema das Dolomitas”.
A descoberta envolveu a produção bem sucedida de dolomita em laboratório. O segredo chave para o conseguir residia na compreensão e remoção de falhas na estrutura do mineral à medida que este crescia, um quebra-cabeças que tinha deixado os investigadores perplexos durante quase dois séculos.
“Se compreendermos como a dolomita cresce na natureza, poderemos aprender novas estratégias para promover o crescimento de cristais de materiais tecnológicos modernos”, disse o coautor Wenhao Sun, citado pela Interesting Engineering.
A descoberta dependia da resolução das falhas na estrutura da dolomita, uma tarefa conseguida imitando a abordagem da natureza com a água, semelhante à chuva ou aos ciclos das marés.
Os cientistas utilizaram simulações atómicas para calcular a forma como os átomos aderiam a uma superfície de dolomita. Estas simulações calcularam a energia de várias disposições atómicas, prevendo energias para outras disposições com base na simetria da estrutura cristalina.
Para testar a sua teoria de que a água poderia remover as falhas das dolomitas cultivadas em laboratório, os investigadores utilizaram microscópios eletrónicos de transmissão e fizeram passar suavemente um feixe de eletrões sobre um pequeno cristal de dolomita imerso numa solução de cálcio e magnésio.
Os resultados foram incríveis: a dolomita cresceu cerca de 100 nanómetros após os impulsos, o equivalente a 300 camadas do mineral e um avanço que ultrapassou as anteriores tentativas laboratoriais. Este feito inovador foi recentemente publicado na revista Science.
“A nossa teoria mostra que é possível desenvolver rapidamente materiais sem defeitos se dissolvermos periodicamente os defeitos durante o crescimento”, disse Brian Puchala, responsável pelo desenvolvimento do software de simulação.
