I ricercatori del Queensland hanno dimostrato che i cristalli singoli, tipicamente pensato come fragile e anelastico, sono abbastanza flessibili da essere piegati ripetutamente e persino annodati.

I ricercatori della Queensland University of Technology (QUT) e dell'Università del Queensland (UQ) hanno determinato e misurato il meccanismo strutturale dietro l'elasticità dei cristalli fino al livello atomico.

Il loro lavoro, pubblicato in Chimica della natura , apre le porte all'uso di cristalli flessibili nelle applicazioni nell'industria e nella tecnologia.

La ricerca è stata condotta dal Professore Associato ARC Future Fellows Jack Clegg presso la Scuola di Chimica e Bioscienze Molecolari della UQ e dal Professore Associato John McMurtrie presso la Facoltà di Scienze e Ingegneria della QUT.

Il professore associato McMurtrie ha affermato che i risultati hanno sfidato il pensiero convenzionale sulle strutture cristalline.

"I cristalli sono qualcosa con cui lavoriamo molto:in genere vengono coltivati ​​in piccoli blocchi, sono dure e fragili, e quando vengono colpiti o piegati si spezzano o si frantumano, " Egli ha detto.

"Mentre è stato precedentemente osservato che alcuni cristalli potrebbero piegarsi, questo è il primo studio ad esaminare il processo in dettaglio.

"Abbiamo scoperto che i cristalli mostrano caratteristiche tradizionali non solo di materia dura, ma materia morbida come il nylon."

I ricercatori hanno coltivato cristalli pieghevoli della larghezza di una lenza e lunghi fino a cinque centimetri da un comune composto metallico:acetilacetonato di rame (II). Hanno mappato i cambiamenti nella struttura su scala atomica quando i cristalli sono stati piegati utilizzando misurazioni a raggi X eseguite al sincrotrone australiano.

Cristalli di altri sei composti strutturalmente correlati, alcuni contenenti rame e altri metalli, sono stati anche testati e trovati flessibili.

Il professore associato Clegg ha affermato che gli esperimenti hanno dimostrato che i cristalli possono essere piegati ripetutamente e tornare rapidamente alla loro forma originale senza segni di rottura o screpolature quando viene rimossa la forza che li piega.

"Sotto sforzo le molecole nel cristallo ruotano in modo reversibile e si riorganizzano per consentire la compressione e l'espansione necessarie per l'elasticità e mantenere ancora l'integrità della struttura cristallina, " Egli ha detto.

"La capacità dei cristalli di piegarsi in modo flessibile ha implicazioni di vasta portata nell'industria e nella tecnologia.

"La cristallinità è una proprietà che sta alla base di una varietà di tecnologie esistenti, compresi laser e semiconduttori utilizzati in quasi tutti i dispositivi elettronici, dai lettori DVD ai telefoni cellulari e ai computer.

"Ma la durezza che li rende adatti a componenti industriali ad alta resistenza limita il loro utilizzo in altre tecnologie. Cristalli flessibili come questi potrebbero portare a nuovi materiali ibridi per numerose applicazioni, da componenti di aerei e veicoli spaziali a parti di sensori di movimento o pressione e dispositivi elettronici".

Il professore associato McMurtrie ha affermato che il metodo che i ricercatori hanno sviluppato per misurare i cambiamenti durante la flessione potrebbe essere utilizzato anche per esplorare la flessibilità in qualsiasi altro cristallo.

"Questa è una prospettiva entusiasmante dato che ci sono milioni di diversi tipi di cristalli già conosciuti e molti altri ancora da scoprire, " Egli ha detto.

"La piegatura del cristallo cambia le sue proprietà ottiche e magnetiche, e il nostro prossimo passo è esplorare queste risposte ottiche e magnetiche al fine di identificare le applicazioni nelle nuove tecnologie".