O fascinante mundo da cristalografia

Assim como em 2005 foi celebrado o ano internacional da física, em 2009 o da Astronomia e em 2011 o da química, você sabia que em 2014 foi o ano internacional da Cristalografia? Você sabe o que ela estuda e como é importante para nós?

Um bom exemplo da sua importância, vêm do fato da cristalografia ser a área que mais ganhou prêmios Nobel. No total foram 29, sendo que o prêmio mais conhecido foi aquele laureado a Crick, Watson e Wilkins pela descoberta da estrutura do DNA (Nobel de Medicina).

A cristalografia é uma área da ciência extremamente abrangente e importantíssima para o desenvolvimento de novos materiais (por exemplo, melhores medicamentos) e tecnologias (por exemplo, o desenvolvimento de TVs OLED e outros aparelhos eletrônicos).

 

Ok, mas o quê ela estuda?

A cristalografia essencialmente estuda qual a posição dos átomos em um material (ou mais formalmente em um sólido cristalino ou cristal, daí seu nome Cristalografia). E como é feito esse estudo? Esse estudo pode ser feito através de raios X que incidem no material. Os raios X ao atingirem os átomos presentes no material interagem entre si produzindo um padrão específico de interferência, que é característico para cada material! Ao analisar esse padrão de interferência podemos obter informações sobre a sua estrutura atômica. Além dos raios X podem ser ainda utilizados nêutrons e elétrons, mas pela facilidade de produção, os raios X são os mais utilizados.

(Há legendas em português para o vídeo acima)

Esse estudo de se fazer incidir raios X em um cristal foi feito pioneiramente pelo cientista Max von Laue em 1912. Com esse experimento, Laue viu que um “estranho” padrão de interferência era produzido quando os raios X atravessavam o cristal. Esse padrão era constituído de regiões ou pontos, mais claros e mais escuros. Tal fato foi fortemente discutido pelos cientistas da época, até que em 1914 os cientistas William Henry Bragg e William
Lawrence Bragg (pai e filho, respectivamente, conhecidos como “os Bragg”) viram que esse padrão “estranho” era na verdade, devido à como os átomos que compunham o cristal estavam arranjados! Nasce a partir daí uma importante área da física, a chamada difração de raios X! Os Bragg criaram a famosa Lei de Bragg na qual uma equação é enunciada para explicar como os raios X interagem, permitindo se extrair informações a respeito da estrutura
cristalina do material. Uma aplicação atual e bem conhecida da difração foi feita pelo robô Curiosity da NASA, ele foi capaz de coletar material de Marte e analisar a sua composição!

Portanto, enormes avanços científicos são feitos usando-se os conceitos da Cristalografia. Laboratórios específicos foram criados, especialmente para se estudar a estrutura da matéria, os chamados laboratórios de radiação sincrotron. O Brasil possui o único laboratório sincrotron da América Latina, o Laboratório Nacional de Luz Sincrotron (LNLS) localizado em Campinas-SP, e atualmente está construindo outro, mais moderno e que será um dos mais avançados do mundo, o SIRIUS!

Por fim, podemos citar como a mais nova área de atuação da cristalografia, a nanotecnologia. Uma área extremamente nova que está sendo muito estudada pelos cientistas atualmente! Mas esse é um outro assunto que necessita de um post exclusivo!

►Para saber mais:

Bacharel em Física, mestre em tecnologia nuclear/materiais pela USP. Atualmente, doutorando na mesma área, estudando caracterização de nanopartículas por difração de raios X. Além disso, adora assuntos relacionados a educação e a formação de professores. Como hobby gosta de frequentar cafés, livrarias e tomar vinho e cerveja em boa companhia.

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