divendres, 27 d’abril de 2018

Com es comporten partícules molt petites a temperatures molt elevades?

Un expert en nanomaterials de la Universitat de Swansea (Gal·les, Regne Unit) ha estudiat quines petites partícules d'or sobreviuen quan estan sotmeses a temperatures molt elevades.


Com es comporten partícules molt petites a temperatures molt elevades?

La investigació és important per al sector de l'enginyeria per algunes aplicacions potencials de la nanotecnologia, per exemple, en catàlisi i aeroespacial, on partícules de dimensions nanomètriques només estan sotmeses a temperatures molt elevades.
L'estudi va mostrar que les nanopartícules d'or de mida (561 àtoms + 14) són notablement robustes davant la difusió i l'agregació, però els seus arranjaments interns atòmics canvien.
Els investigadors van utilitzar una etapa de temperatura variable ultraestable en un microscopi electrònic de transmissió d'escaneig corregit per aberracions per subjectar una gran varietat de nanopartícules d'or seleccionades (o clústers) a temperatures tan altes com ara 500 ºC mentre les imatges tenien resolució atòmica. Les partícules es van dipositar a partir d'una font de nanopartícules sobre primes pel·lícules de nitrur de silici o de carboni. Les dues arquitectures alternatives dels nanocultors d'or contenen 561 àtoms.

Com es comporten partícules molt petites a temperatures molt elevades?

Els experiments van demostrar que la unió de les nanopartícules d'or a la superfície, amb defectes puntuals, va demostrar ser suficientment forts per solucionar-los, fins i tot a la part superior del rang de temperatura. Però les estructures atòmiques dels clústers fluctuaven sota el tractament tèrmic, canviant entre dues configuracions principals ("isòmers"): es tractava d'una estructura cúbica centrada a la cara, semblant a una petita peça d'or massiu, i un decaedre amb una simetria prohibida en un cristall estès. Els investigadors fins i tot van poder mesurar la petita diferència d'energia (només 40 meV) entre aquestes dues arquitectures atòmiques diferents.

Com es comporten partícules molt petites a temperatures molt elevades?

El professor Richard Palmer, responsable del Laboratori de Nanomaterials del Col·legi d'Enginyers de la Universitat de Swansea, va comentar: "Aquests experiments avançats ens han permès fer una nova mesura per a les nanopartícules dipositades en una superfície: la diferència d'energia entre dos arranjaments atòmics competidors. Les persones que utilitzen ordinadors per calcular les propietats dels nanomaterials estan especialment entusiasmats, una mena de punt de referència si us agrada. I les imatges mostren que les nostres petites nanopartícules són realment unes criatures més dures, que s'adortten bastant bé per les seves aplicacions en futures fabricacions industrials".
La investigació del Swansea Lab se centra en l'augment de la producció de les nanopartícules en deu milions de vegades al nivell de grams i més enllà. Tal com diu el professor Palmer: "Necessitem coses molt petites en un gran nombre per adonar-nos del veritable potencial de la nanotecnologia".

Font: Universitat de Swansea

Cap comentari:

Publica un comentari a l'entrada

Aquest és un blog amb moderador dels comentaris. Per tant, no apareixen immediatament