Mecânica

Forças de van der Waals envolvem ondas, não partículas

Forças de van der Waals envolvem ondas e não partículas
Tratar as forças de van der Waals como interações entre ondas é uma mudança de paradigma para a química e a ciência dos materiais.[Imagem: University of Luxembourg]

Partículas ou ondas

Assim como as forças gravitacionais são responsáveis pela dinâmica planetária, existem forças de atração entre os objetos em nanoescala.

São as chamadas forças de van der Waals, que estão operando por todo lado na natureza. Por exemplo, acredita-se que elas desempenhem um papel crucial na determinação da estrutura, da estabilidade e da função de uma ampla variedade de moléculas e materiais.

Contudo, a verdadeira natureza dessas interações parece ser bem diferente daquilo que os cientistas acreditavam até agora.

Alberto Ambrosetti e seus colegas da Universidade do Luxemburgo demonstraram que as forças de van der Waals têm que ser tratadas como uma interação entre ondas, e não como uma atração mútua entre partículas, como tem sido feito até agora.

Van der Waals como ondas

"No caso mais simples, você pode pensar em duas cadeias de átomos e identificar pontos nessas cadeias que são atraídos uns pelos outros. Normalmente, você deveria calcular a energia de van der Waals apenas somando todos esses pares," explica o professor Alexandre Tkatchenko, coordenador da equipe.

"No entanto, nós demonstramos que, em distâncias realísticas entre materiais em nanoescala isso não é verdade, e, em vez de partículas, você tem que ver esses pontos como ondas. Isso afeta drasticamente a maneira como pensamos sobre essas interações onipresentes," completou.

Essa nova teoria deverá ter um impacto importante em várias áreas, mas principalmente na ciência dos materiais.

Ao longo das últimas duas décadas, uma das áreas mais quentes de pesquisa tem sido o controle das propriedades dos materiais incorporando nanopartículas - e a montagem, automontagem ou estruturação desses materiais são controladas principalmente pelas forças de Van der Waals.

É o caso, por exemplo, da união entre grafeno e molibdenita, que estão na linha de frente na busca de uma era pós-silício na computação, ou da criação de um metal pela junção de dois plásticos.

Bibliografia:

Wavelike charge density fluctuations and van der Waals interactions at the nanoscale
Alberto Ambrosetti, Nicola Ferri, Robert A. DiStasio Jr, Alexandre Tkatchenko
Science
Vol.: 351, Issue 6278, pp. 1171-1176
DOI: 10.1126/science.aae0509




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