Un gran avance en la generación de imágenes mediante nanotecnología

Un equipo de investigadores ha realizado un gran avance en la medición de la estructura de nanomateriales bajo extremadamente altas presiones. Por primera vez, se ha desarrollado una manera de desplazarse a través de las severas distorsiones de los haces de rayos x de alta energía usados para representar la imagen de la estructura de nanocristales de oro. Esta tecnología puede conllevar avances en nuevos nanomateriales creados bajo altas presiones y a una mejor comprensión de lo que ocurre en el interior de los planetas.

La única manera de ver qué es lo que ocurre en dichas muestras cuando están bajo presión es usar rayos x de alta energía producidos por sincrotrones. Estas fuentes puede proporcionar rayos x altamente coherentes para representaciones 3-D avanzadas con varias decenas de nanómetros de resolución. Las altas presiones fundamentalmente cambian muchas propiedades del material.

El equipo descubrió que haciendo el promedio de los patrones de las ondas dobladas, los patrones de difracción, del mismo cristal usando diferentes alineaciones de muestra en la instrumentación, y usando un algoritmo desarrollado por ellos, podían compensar la distorsión y mejorar la resolución espacial en dos órdenes de magnitud.

Los investigadores sometieron a un solo crista del oro de 400 nanómetros, a presiones desde 8.000 veces la presión a nivel del mar hasta 64.000 vece dicha presión, lo cual se aproxima a la presión en el manto superior de la Tierra, la capa entre el núcleo y la corteza externa. El equipo realizó el experimento de recreación de imágenes en el Laboratorio Nacional Argonne. Comprimieron el nanocristal de oro y primero descubrieron que, según lo esperado, los bordes del cristal se volvieron afilados y tensos. Pero para su total sorpresa, las tensiones desaparecieron tras aplicar más compresión. El cristal desarrolló una forma más redondeada a altas presiones, implicando un inusual flujo similar al plástico.

Las nanopartículas de oro son materiales muy útiles. Son aproximadamente un 60% más rígidas que otras partículas de unos micrones de tamaño y pueden ser cruciales para la construcción de mejores electrodos moleculares, recubrimientos moleculares a nanoescala y otros materiales de ingeniería avanzados. Esta nueva técnica puede ser crítica para avanzar en esas áreas.

Via Carnegie science