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    L'expérience montre une croissance non classique de cristaux

    séquence temporelle d'images représentatives du microscope à force atomique, montrant la précipitation et la transformation qui s'ensuit des étapes préliminaires liquides à la surface d'un monocristal d'acide glutamique monohydraté. La première image (t =0 minute) a été enregistrée cinq minutes après l'ajout de la solution sursaturée. Plus d'images de gauche à droite après 3 autres, 9, 15, 26, 31, 34, 37 et 47 minutes. Le champ de visibilité est de deux micromètres sur deux. Les cercles colorés permettent d'observer ce qu'il advient des gouttes à la surface du cristal (dissolution ou croissance d'une autre couche). Crédit :Université de Constance

    Cela pourrait accélérer considérablement la croissance cristalline qui est d'une importance majeure dans un certain nombre de matériaux et d'applications. L'état liquide des éléments constitutifs au stade préliminaire pourrait également accélérer l'efficacité des médicaments. Les résultats ont été publiés dans le numéro actuel de la revue scientifique Communication Nature le 21 juin 2017.

    L'équipe de recherche du professeur Coelfen a utilisé un microscope à force atomique pour les mesures de cette étape préliminaire. Les images ainsi obtenues montrent des points lumineux qui s'assombrissent avec le temps, et finalement fusionner entièrement avec la surface cristalline. Le microscope à force atomique traduit la luminosité en hauteur. Plus l'endroit est lumineux, plus la composante est élevée qui s'étale ensuite jusqu'à ce qu'elle atteigne la hauteur de la surface cristalline. Il forme maintenant une nouvelle couche cristalline. Helmut Coelfen explique le principe :« Si je crée une nouvelle couche avec des atomes ou des molécules, J'en ai besoin de beaucoup. Si, cependant, ma solution contient déjà des blocs de construction, Je peux ajouter de nombreux blocs de construction au site de construction prévu en une seule fois."

    L'existence de ces nano-gouttes était déjà connue avant l'expérience de Constance. Ils ont été trouvés pour les protéines, qui sont de très grosses macromolécules. Acide glutamique, en revanche, est un seul acide aminé, une très petite molécule. Cette croissance non classique dans de si petites molécules a été observée pour la première fois. tout comme la mesure réussie. À proprement parler, l'état liquide n'a pas encore été prouvé, mais est conclu à partir de la propriété des blocs de construction sur la surface cristalline. "Nous pensons qu'il doit s'agir de liquides, sinon les nano-gouttes ne se répandraient pas de cette façon", dit Helmut Coelfen.

    Si l'acide glutamique utilise ce mécanisme d'étapes préliminaires liquides pour croître, cela pourrait également s'appliquer à d'autres molécules. Helmut Coelfen a notamment en tête de nouvelles formulations de principes actifs dans les médicaments. Comme les liquides se dissolvent plus rapidement que les matières solides, ces médicaments deviendraient efficaces beaucoup plus rapidement. L'expérience de l'équipe de recherche Coelfen peut également mesurer la vitesse à laquelle les couches se développent et ainsi calculer combien de blocs de construction le liquide contient. "Cela contribue à une compréhension fondamentale de la croissance cristalline", dit Coelfen. Les écarts de croissance cristalline attendue peuvent également être expliqués par cette observation.

    De nouvelles théories physico-chimiques de la croissance cristalline devront maintenant être développées pour décrire théoriquement l'observation empirique de l'étape préliminaire liquide. Les questions cruciales sont :d'où viennent ces petits blocs de construction ? Pourquoi deviennent-ils liquides ? Et pourquoi peuvent-ils créer une couche de cristal ? L'équipe de recherche d'Helmut Coelfen a fourni le matériel expérimental pour la théorie à venir.

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