Nanotecnologia

Laser desmistura líquidos

Líquidos são desmisturados usando um laser
Mais do que a separação dos líquidos, o processo promete controlar a formação de cristais a partir das misturas líquidas. [Imagem: Finlay Walton/Klaas Wynne]

Fabricação de cristais

Pesquisadores da Universidade de Glasgow, na Escócia, conseguiram um feito inusitado: separar dois líquidos em uma mistura usando apenas luz.

Essa técnica cria novas maneiras de manipular a matéria e, mais especificamente, vai facilitar a fabricação de cristais para a indústria.

A produção de cristais dos mais diversos materiais é essencial em ciência e tecnologia, uma vez que os cristais são usados em computadores, celulares, medicamentos, tintas, lâmpadas, células solares e uma infinidade de outras aplicações.

No entanto, fabricar o tipo certo de cristal é difícil. Mesmo com tantas aplicações, hoje ainda não temos capacidade para controlar completamente o processo de cristalização, o que acaba gerando problemas e prejuízos nos processos industriais. Era justamente esse problema que a equipe estava abordando quando desenvolveu a técnica de desmisturar líquidos.

Desmisturando líquidos com laser

Finlay Walton e Klaas Wynne usaram um laser para manipular flutuações associadas com o chamado ponto crítico, o que lhes permitiu dirigir o sistema - os dois líquidos misturados - rumo a um estado de separação de fases.

A técnica é similar às conhecidas pinças ópticas, em que a luz de um ou mais feixes de laser são usados para manipular partículas.

A diferença é que a energia do laser é usada para gerar gradientes de concentração dos dois líquidos. A energia recebida do laser produz um potencial de energia livre que força a separação de fase, separando os líquidos, ou aciona a nucleação de uma nova fase, ou seja, o início do processo de formação de um cristal a partir da substância sendo manipulada.

"Em nossos experimentos, usamos uma mistura simples de dois líquidos e um diodo laser de potência relativamente baixa para sugar um dos líquidos da mistura. Então é um pouco como fazer uma xícara de chá, misturar um pouco de leite e, em seguida, usar um laser para sugar o leite de volta. Pode parecer realmente contra-intuitivo, mas tudo está dentro das leis da física," garante o professor Wynne.

"Estes são os primeiros passos rumo a uma compreensão completa do papel que as flutuações críticas desempenham na nucleação dos cristais. Nosso objetivo é obter controle total sobre a nucleação, incluindo o tipo de cristal que é produzido," acrescentou Walton.

Bibliografia:

Control over phase separation and nucleation using a laser-tweezing potential
Finlay Walton, Klaas Wynne
Nature Chemistry
DOI: 10.1038/s41557-018-0009-8




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