Pense nas ferramentas de um artista. Você imagina tinta e telas ou um formão e uma pedra? Então vai se surpreender em conhecer a fotomicrografia artística de cristais, a arte inesperada de capturar imagens de cristais com um microscópio. Esse ofício destaca as belas cores, texturas e padrões dos cristais vistos pelas lentes do microscópio.
Considere a imagem acima. À primeira vista, ela pode parecer uma pintura abstrata. No entanto, ela mostra o cristal de um medicamento tópico para tratamento de verrugas, também chamado de removedor de calos. Você pode ver o belo padrão que se desenvolveu durante o processo de cristalização da substância na lâmina de microscópio.
Estou feliz em dizer que essa imagem, que capturei com um microscópio modificado para polarização, foi a vencedora na categoria de ciência e engenharia de materiais no Prêmio Imagem do Ano de 2022 global da Evident. Você pode ler mais sobre a imagem premiada aqui. Se tiver curiosidade de saber como obter imagens semelhantes, continue lendo as dicas introdutórias sobre a fotomicrografia artística de cristais.
Shyam Rathod com o prêmio de ciência dos materiais do concurso Imagem do Ano de 2022 da Evident.
Lançando uma luz polarizada no mundo oculto dos cristais
A fotomicrografia artística de cristais envolve usar um microscópio de polarização com técnicas inovadoras para criar uma fina camada de cristais para colocar na lâmina de um microscópio. A imagem da melhor região na lâmina de microscópio é capturada, que pode ter em torno de 1 mm² ou menos, dependendo do aumento da lente objetiva.
O tempo é também importante, pois você precisa clicar na câmera no exato momento em que o belo padrão emerge durante a cristalização. As formas, as texturas e o padrão são diferentes em cada formação de cristal, por isso, você nunca terá exatamente a mesma imagem. Isso faz com que a beleza de cada uma delas seja única.
Estamos vendo o oceano? Na realidade, essa imagem mostra o eritritol, um adoçante artificial, derretido. No processo de derretimento, bolhas de ar ficam presas no cristal e se solidificam no interior, como uma cavidade. Imagem cortesia de Shyam Rathod.
Seis motivos para observar cristais com luz polarizada
Um dos principais equipamentos para tirar fotos belas e coloridas de cristais é um microscópio de polarização, por isso, vamos ver a ciência e a arte por trás dele. Um microscópio de polarização é uma ferramenta essencial para observar cristais por vários motivos importantes:
1. Detecção de birrefringência
Muitos cristais exibem birrefringência, um fenômeno em que um cristal divide a luz em dois raios com velocidades diferentes, o que resulta em duas imagens. O microscópio de luz polarizada, com seus filtros polarizados, é projetado para detectar e analisar essa propriedade.
2. Melhor contraste
A luz polarizada melhora o contraste entre o cristal e o fundo, facilitando a observação dos detalhes e das estruturas no interior do cristal. Isso é especialmente útil para cristais transparentes e translúcidos.
Imagens de microcristais sob luz normal (esquerda) e luz polarizada (direita). Imagens cortesia de Shyam Rathod.
3. Análise de propriedades ópticas
O uso da luz polarizada possibilita estudar detalhadamente as propriedades ópticas de um cristal, incluindo o índice de refração e a orientação óptica. Essas informações podem ser cruciais para identificar e caracterizar diferentes tipos de cristais.
4. Análise de tensão
Na ciência dos materiais, a microscopia de luz polarizada ajuda na observação de padrões de tensão dentro dos cristais. Isso é especialmente importante em campos como a mineralogia e engenharia de materiais, nos quais é essencial entender a tensão interna de um material.
5. Observação das cores de interferência
Sob luz polarizada, alguns cristais mostram cores únicas devido aos efeitos de interferência. Esse fenômeno pode ser usado para identificar certos minerais e compreender melhor a estrutura do cristal.
6. Identificação mineral
Em geologia e mineralogia, o microscopia de luz polarizada é uma ferramenta padrão para identificar minerais. Muitos minerais têm propriedades ópticas distintas sob a luz polarizada, o que ajuda na sua identificação.
Como destacado acima, um microscópio polarizado é uma ferramenta de grande valor no estudo de cristais, oferecendo melhor visibilidade, análise detalhada das propriedades ópticas e insights únicos na estrutura interna e padrões de tensão dos materiais cristalinos.
Todos esses benefícios fazem com que ele seja uma ferramenta incrível para fotomicrografia artística de cristais. Caso não tenha um microscópio de polarização à sua disposição, você criar por conta própria um sistema de formação de imagem, como detalhado abaixo.
Equipamento necessário para capturar imagens coloridas de microcristal
A configuração recomendada do sistema inclui:
1. Microscópio de polarização
Embora um microscópio de polarização dedicado possa funcionar, eu converti um microscópio trinocular em um microscópio de polarização. Para isso, inseri dois filtros de polarização, ajustados ao tamanho, na trajetória óptica: um embaixo do tubo de observação e outro embaixo do condensador.
Às vezes, uso um plástico celofane de baixo custo (retardador) para destacar as cores. Girar o retardador oferece diferentes cores no padrão. Você pode fabricar um retardador usando uma folha de plástico, fina como a capa de um CD, ou experimentar outros tipos de plástico. Algumas pessoas usam uma folha de mica, mas o plástico é barato e funciona muito bem.
Beta-alanina e L-glutamina dissolvidos em vodka. As imagens mostram a mesma lâmina com o retardador girado em um ângulo diferente, destacando diferentes cores no padrão. Imagens cortesia de Shyam Rathod.
2. Sistema de formação de imagem
A câmera para microscópio digital é conectada a um laptop por um cabo USB controlado por software. Uso um aplicativo de imagem no computador para visualizar, editar e controlar a câmera. Um acoplador mecânico conecta a câmera ao tubo de observação do microscópio. Na minha configuração, projetei e fabriquei meu próprio acoplador com uma impressora 3D. Uma fonte de luz primária, como a fonte de luz integrada de um microscópio, é necessária. De preferência, uma luz branca ou flash que você mesmo pode criar.
Acoplador feito em uma impressora 3D para conectar a câmera ao tubo de observação do microscópio. Imagem cortesia de Shyam Rathod.
3. Produtos químicos puros
Você pode obter um microcristal usando um produto químico (ou combinação de vários produtos químicos) de duas maneiras: dissolvendo o produto químico em uma solução ou derretendo o pó do produto químico em um aquecedor de temperatura controlada.
Veja aqui uma visão geral dos dois métodos:
- Derreta diretamente os produtos químicos puros por aquecimento e depois resfrie. Como referência, consulte o método de derretimento de Peter Juzak da Alemanha. Alguns produtos químicos que uso para derreter cristais são ureia, paracetamol, enxofre, acetato de amônio, cafeína, mentol e inositol.
- Dissolva os produtos químicos em água ou álcool. Como referência, consulte o método de dissolver, aquecer e resfriar de Loes Modderman da Holanda. A maioria dos produtos químicos é dissolvida em água canalizada, por isso, a lista deles está cheia de possibilidades. Você pode testar com vodka ou etanol como solvente em vez de água.
Combinar produtos químicos diferentes ou ajustar a proporção deles criará padrões diferentes, por isso, use a criatividade. Junto com os produtos químicos, você precisará de algumas lâminas de microscópio e lamínulas para manter as substâncias durante o processo de formação de imagem. Você pode usar as lamínulas para deixar os cristais planos e criar novos padrões.
Isso não é um exemplo de pintura gestual! Essa é uma imagem de enxofre derretido sob o microscópio. Cada vez que você derrete a substância e pressiona a lamínula, a espessura dos cristais sob a lâmina diminui e padrões e cores mais belos emergem. Imagem cortesia de Shyam Rathod.
Embora isso possa parecer uma pintura de dunas no deserto, na verdade, é um microcristal de beta-alanina e L-glutamina (BA-LG) dissolvido em vodca. Imagem cortesia de Shyam Rathod.
4. Aquecedor com controle de temperatura
Aquecer lâminas com produtos químicos em uma temperatura desejada é essencial para evitar que eles superaqueçam, entrem em ebulição, evaporem ou queimem. Além disso, cada produto químico derrete em temperaturas diferentes. Tenho um aquecedor que oferece uma faixa de temperatura de 50 a 300 °C ou de 122 a 572 °F.
Aquecedor com temperatura controlada para derreter produtos químicos usado fotomicrografia. Imagem cortesia de Shyam Rathod.
Conselho adicional para criar arte de microscópio com cristais
Acho que a melhor maneira de visitar outros mundos é pela química das pequenas coisas. Se quiser uma aventura na arte oculta do mundo microscópico, tente a fotomicrografia artística de cristais. Para mais orientações, participe do grupo de fotomicrografia artística de cristais no Facebook. Ele foi criado por Loes Modderman e você pode aprender com colegas microscopistas
sobre essa arte rara. Talvez você encontre inspiração para criar seus trabalhos de arte.
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