Materiais Avançados

Cristais - como sal ou açúcar - dissolvem-se em pulsos

Redação do Site Inovação Tecnológica -  01/02/2018

Quando um cristal sólido se dissolve na água, o processo não é contínuo, é pulsado, como se pode ver nesses mapas de taxas. [Imagem: MARUM at the University of Bremen]

Dissolução em pulsos

Quando Cornelius Fischer e Andreas Luttge, da Universidade de Bremem, na Alemanha, decidiram observar em detalhes o que acontece quando cristais de sal se dissolvem na água, eles não esperavam encontrar algo tão surpreendente: a dissolução dos cristais não é homogênea e nem contínua, ela ocorre em pulsos, marcados por ondas que se espalham como quando uma pedra cai em um lago.

"O que vimos são ondas ou anéis," conta Fischer. "Temos um poço no meio e, em seguida, em torno desses poços, ficam anéis de remoção de massa." - a remoção de massa é a passagem das moléculas do cristal sólido para a solução líquida.

Cristalização e dissolução

Na vida cotidiana, dissolver cristais é tão simples quanto mexer o açúcar em um copo com água. E, claro, o processo também funciona de modo inverso: cristais de açúcar se formarão à medida que a água se evaporar do copo.

Também sabemos que os cristais - seja sal, açúcar, a calcita encontrada no calcário ou o belo e transparente quartzo - formam-se através de um processo contínuo, à medida que as moléculas são depositadas da solução na rede cristalina regular do sólido que está-se formando.

Por isso, ninguém imaginava que, em suas entranhas, o processo de dissolução pudesse ser pulsado, e não contínuo.

"Nós sempre pensamos que a dissolução era um processo contínuo, tipo uma formação de cristal ao contrário, e ficamos abismados quando esses experimentos mostraram que esse não é um processo contínuo. Em vez disso, o que vimos são pulsos que ocorrem em torno desses poços," disse Fischer.

Os pulsos de dissolução - a dupla os chama de "flutuações rítmicas da densidade local da superfície reativa" - aparecem claramente nos mapas de taxas, imagens estáticas de alta resolução que capturam a taxa em que o material se dissolve ao longo do tempo a partir da superfície de um cristal.

Além de ampliar o conhecimento fundamental dos fenômenos físicos, a descoberta de que a dissolução dos cristais não é contínua poderá influenciar áreas tão diversas quanto a prevenção da corrosão em metais, a indústria química, a fabricação de alimentos, a indústria farmacêutica etc.

Bibliografia:

Cornelius Fischer and Andreas Lüttge: Pulsating dissolution of crystalline matter
Cornelius Fischer, Andreas Luttge
Proceedings of the National Academy of Sciences
Vol.: 115 (5) 897-902
DOI: 10.1073/pnas.1711254115