Un ejemplo del tipo de estructuras cristalinas 3-D incluidas en un relanzamiento de Crystal Lattice Structures, un venerable 'libro de cocina' en línea para químicos. Crédito:Cormac Toher, Universidad de Duke
En respuesta a la demanda popular, Los científicos de materiales de la Universidad de Duke han resucitado un libro de cocina en línea de estructuras cristalinas que comenzó cuando la World Wide Web era Netscape Navigator y HTML 1.0.
En 1995, Michael Mehl, luego científico en el Laboratorio de Investigación Naval de EE. UU., comenzó a coleccionar, catalogar y compartir información sobre estructuras cristalinas en un sitio web básico para colegas.
Los investigadores necesitaban un catálogo de referencia para guiar sus esfuerzos porque los cristales forman cientos de estructuras diferentes en la naturaleza. Los químicos usan cristales como prácticos bloques de construcción para nuevos materiales debido a su rigidez, formas moleculares ordenadas, que ayudan a determinar las propiedades de un material.
Sitio web de Mehl, llamado Crystal Lattice Structures, proporcionó información detallada que, mientras esté disponible en otras fuentes, resultó más útil para los investigadores no familiarizados con las convenciones cristalográficas. Si las bases de datos cristalinas fueran libros de cocina y cada estructura cristalina fuera una receta, los investigadores habían escrito otras referencias adecuadas para chefs franceses consumados con formación especializada. Estructuras de celosía de cristal, por otra parte, era para el cocinero casero promedio.
"La biblioteca mostró cómo la cristalografía se relaciona con los cristales en el mundo real, "explicó Mehl, ahora en la Academia Naval de los Estados Unidos. "También brindó una amplia descripción de las estructuras vistas experimentalmente, que siempre es un buen lugar para empezar a buscar algo nuevo ".
Mehl eliminó el sitio web en 2010, sin embargo, debido en parte a las actualizaciones de seguridad realizadas en NRL, y porque el crecimiento desordenado del sitio web durante 15 años había dejado su organización innecesariamente complicada y sus entradas no estandarizadas.
"Había mucha gente en la comunidad preguntando dónde se había ido la base de datos y si se podía recuperar o no, "dijo Stefano Curtarolo, profesor de ingeniería mecánica y ciencia de los materiales en Duke. "Decidimos reunir toda la información en un documento y también recuperar el sitio web en una versión más sólida y de código abierto".
Con la ayuda de Mehl, Curtarolo y su equipo han resucitado Crystal Lattice Structures, lanzar un catálogo en línea nuevo y mejorado y publicar un artículo que contenga todos sus datos (el primero de una colección más extensa). El periódico apareció en línea el 22 de mayo en Ciencia de los materiales computacionales .
El papel, que tardó más de un año en compilarse, contiene 288 entradas para varias estructuras cristalinas. Cada entrada contiene datos sobre la simetría de la estructura, sus propiedades cristalinas y la forma de una celda unitaria. También contiene ecuaciones matemáticas genéricas que describen la ubicación de cada átomo, en lugar de proporcionar esa información de forma especializada, como suelen hacer otras bases de datos.
"Tener escritas las ecuaciones para las ubicaciones atómicas brinda más flexibilidad para incluir ligeras variaciones y ajustar específicamente cada estructura, "dijo Cormac Toher, profesor asistente de investigación de ingeniería mecánica y ciencia de los materiales en Duke. "También vamos a tener un visor 3D de las estructuras en la parte superior de cada entrada para que la gente pueda ver las estructuras en diferentes ángulos".
Hacer que el nuevo sitio web sea aún más sólido, cada entrada está directamente vinculada a la biblioteca AFLOW del Duke Center for Materials Genomics, una base de datos en línea de compuestos de dos y tres elementos que permite a los usuarios predecir las propiedades de materiales aún por descubrir. Con la incorporación de la nueva base de datos, los usuarios pueden simplemente elegir qué átomos elementales colocar en qué posiciones en cualquiera de las 288 estructuras cristalinas, y el programa calculará las propiedades probables del material resultante.
"Tuvimos que decidir en qué formato presentar la información, obtener todos los datos, y 800 páginas después, asegúrese de que no haya errores, "dijo David Hicks, estudiante de posgrado en el laboratorio de Curtarolo. "Y luego implementar todo dentro de AFLOW requirió otros 288 archivos de codificación C ++. Fue mucho trabajo, pero creemos que será un recurso muy útil para la comunidad ".