Los investigadores de Queensland han demostrado que los cristales simples, típicamente considerado como frágil e inelástico, son lo suficientemente flexibles como para doblarse repetidamente e incluso hacerse un nudo.

Investigadores de la Universidad Tecnológica de Queensland (QUT) y la Universidad de Queensland (UQ) determinaron y midieron el mecanismo estructural detrás de la elasticidad de los cristales hasta el nivel atómico.

Su trabajo, publicado en Química de la naturaleza , abre la puerta al uso de cristales flexibles en aplicaciones industriales y tecnológicas.

La investigación fue dirigida por el profesor asociado de ARC Future Fellows Jack Clegg en la Facultad de Química y Biociencias Moleculares de la UQ y el profesor asociado John McMurtrie en la Facultad de Ciencias e Ingeniería de QUT.

El profesor asociado McMurtrie dijo que los resultados desafiaron el pensamiento convencional sobre las estructuras cristalinas.

"Los cristales son algo con lo que trabajamos mucho; por lo general, se cultivan en bloques pequeños, son duros y quebradizos, y cuando se golpean o se doblan, se agrietan o se hacen añicos, " él dijo.

"Si bien se ha observado anteriormente que algunos cristales podrían doblarse, este es el primer estudio que examina el proceso en detalle.

"Descubrimos que los cristales exhiben características tradicionales no solo de materia dura, pero materia blanda como el nailon ".

Los investigadores cultivaron cristales flexibles del ancho de un hilo de pescar y de hasta cinco centímetros de largo a partir de un compuesto metálico común:acetilacetonato de cobre (II). Mapearon los cambios en la estructura de la escala atómica cuando los cristales se doblaron utilizando mediciones de rayos X realizadas en el Sincrotrón australiano.

Cristales de otros seis compuestos estructuralmente relacionados, algunos contienen cobre y otros metales, también fueron probados y se encontró que eran flexibles.

El profesor asociado Clegg dijo que los experimentos mostraron que los cristales se pueden doblar repetidamente y volver rápidamente a su forma original sin signos de romperse o agrietarse cuando se elimina la fuerza que los dobla.

"Bajo tensión, las moléculas del cristal rotan y se reorganizan de forma reversible para permitir la compresión y expansión necesarias para la elasticidad y aún así mantener la integridad de la estructura cristalina, " él dijo.

"La capacidad de los cristales para doblarse de manera flexible tiene implicaciones de amplio alcance en la industria y la tecnología.

"La cristalinidad es una propiedad que sustenta una variedad de tecnologías existentes, incluyendo láseres y semiconductores que se utilizan en casi todos los dispositivos electrónicos, desde reproductores de DVD hasta teléfonos móviles y computadoras.

“Pero la dureza que los hace adecuados para componentes industriales de alta resistencia limita su uso en otras tecnologías. Cristales flexibles como estos podrían conducir a nuevos materiales híbridos para numerosas aplicaciones, desde componentes de aviones y naves espaciales hasta partes de sensores de movimiento o presión y dispositivos electrónicos ".

El profesor asociado McMurtrie dijo que el método que los investigadores han desarrollado para medir los cambios durante la flexión también podría usarse para explorar la flexibilidad en cualquier otro cristal.

"Esta es una perspectiva emocionante dado que ya se conocen millones de tipos diferentes de cristales y muchos más aún por descubrir, " él dijo.

"Doblar el cristal cambia sus propiedades ópticas y magnéticas, y nuestro próximo paso es explorar estas respuestas ópticas y magnéticas con miras a identificar aplicaciones en nuevas tecnologías ".