Por Luiza Campos
Eles estão no formato de ultrassons em hospitais, nos microfones que usamos diariamente e nos sistemas de sonar que mapeiam as profundezas dos oceanos. Os materiais conhecidos como ferroelétricos relaxores têm sido a espinha dorsal de diversas tecnologias de sensores e atuadores por décadas. Suas propriedades únicas e capacidade de aumentar ou diminuir de tamanho a depender da quantidade de energia vêm de sua estrutura atômica, mas essa mesma estrutura vinha desafiando e escapando de medições diretas dos cientistas até agora.
Todo esse universo invisível de microengenharia foi detalhado na prestigiosa revista científica Science, mostrando desde a concepção do projeto até a sua reconstrução na escala dos picômetros. A descoberta surge como uma bússola de alta precisão para a indústria, servindo de base para o desenvolvimento de memórias de computador mais rápidas, dispositivos médicos avançados e sensores ecológicos de última geração.
Na ciência de materiais complexos, a grande chave para o sucesso é entender a desordem. Modelos computacionais anteriores tentavam prever o comportamento desses materiais quando submetidos a um campo elétrico, assumindo que seus átomos carregados se organizavam em "ilhas de carga". No entanto, as ferramentas convencionais de microscopia borravam a imagem e não conseguiam enxergar essas fronteiras atômicas, limitando a precisão das simulações a meros palpites teóricos.
Diante desse impasse, os pesquisadores descobriram na pticografia eletrônica multi-fatia (MEP) a oportunidade ideal para fazer suas pesquisas avançarem, explorando uma inversão total no modo de enxergar a matéria. Em vez de dependerem de lentes ópticas tradicionais para focar a imagem, os cientistas usaram algoritmos matemáticos e computação de ponta para "reconstruir" o material.
A inovação consiste em usar um feixe de elétrons em nanoescala como uma sonda que varre a superfície do material. À medida que o laser de elétrons se desloca, o sistema captura os padrões de difração resultantes de cada ponto. Ao cruzar essas informações em áreas sobrepostas, o algoritmo calcula matematicamente a posição exata e a carga dos átomos, gerando um mapa 3D perfeito da estrutura interna.
O professor James LeBeau, pesquisador do MIT e autor correspondente do estudo, explica que o experimento revelou uma verdadeira hierarquia de estruturas químicas e polares. O resultado trouxe uma surpresa: as regiões de polarização do material são muito menores e mais interconectadas do que as simulações previam. Havia uma "desordem organizada" provocada pelo estado de carga dos átomos que nunca tinha sido mapeada de forma direta.
Ao inverter o processo tradicional de observação, os pesquisadores conseguiram cruzar dados experimentais em tempo real com cálculos de dinâmica molecular. Isso representa uma melhoria drástica na precisão dos modelos virtuais. Na prática, os cientistas eliminaram o efeito "entra lixo, sai lixo" das simulações de computador: agora, se você colocar dados reais e ultraprecisos no sistema, a inteligência artificial e os supercomputadores conseguirão projetar novos materiais sem margem de erro.
O avanço abre portas para novos dispositivos no nosso cotidiano. Na medicina, a tecnologia pode viabilizar transdutores de ultrassom com resolução de imagem incrivelmente superior, permitindo detectar tumores milimétricos muito antes do que é possível hoje. Já nos setores de computação e energia, a descoberta abre caminho para baterias de estado sólido com capacidade de carga ultrarrápida e chips de memória RAM que não apagam os dados mesmo se a energia acabar de repente.
Técnica de pticografia eletrônica multi-slice (MEP, na sigla em inglês), os pesquisadores movem uma sonda de elétrons em nanoescala sobre um material e medem os padrões de difração de elétrons resultantes.
Créditos - MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusetts)
Fontes: https://www.eurekalert.org/news-releases/1125896
Artigo no site:
https://www.newtoncbraga.com.br/?view=article&id=19373:laser-o-fantastico-raio-da-morte-art2598&catid=38
Luiza Campos é estudante de Jornalismo na Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Campus Frederico Westphalen, Brasil. Movida pela curiosidade, está sempre atenta às novidades e às transformações no mundo das diversas comunicações, mantendo sempre o compromisso do jornalismo com a verdade.
