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  • Gran avance en el crecimiento de nanocristales

    Esta imagen muestra el crecimiento de nanopartículas. Crédito:Imagen cortesía de Wenge Yang

    (PhysOrg.com) - Por primera vez, los científicos han podido observar el crecimiento de nanopartículas desde las primeras etapas de su formación. Las nanopartículas son la base de la nanotecnología y su rendimiento depende de su estructura. composición, y tamaño. Los investigadores ahora podrán desarrollar formas de controlar las condiciones en las que se cultivan. El avance afectará a una amplia gama de aplicaciones, incluida la tecnología de células solares y sensores químicos y biológicos. La investigación se publica en Nano letras .

    Como explicó el coautor Wenge Yang del Laboratorio Geofísico de la Carnegie Institution:"Ha sido muy difícil ver nacer y crecer estas pequeñas partículas en el pasado porque las técnicas tradicionales requieren que la muestra esté en el vacío y muchas nanopartículas se cultivan en un líquido. Por lo tanto, no hemos podido ver cómo las diferentes condiciones afectan a las partículas, mucho menos entender cómo podemos modificar las condiciones para obtener el efecto deseado ".

    Estos investigadores trabajan en el Centro de Materiales a Nanoescala y la Fuente de Fotones Avanzada (APS), ambos operados por el Laboratorio Nacional Argonne, y el Consorcio Sinérgico de Alta Presión (HPSynC). un programa dirigido conjuntamente por el Laboratorio de Geofísica y Argonne. Los científicos utilizaron rayos X de alta energía del APS para realizar estudios de difracción que les permitieron obtener información sobre la estructura cristalina de los materiales. Gracias a la alta y brillante penetración de esta fuente de rayos X, la más grande de su tipo en los EE. UU., Los investigadores pudieron observar el crecimiento de los cristales desde el comienzo de sus vidas. Los átomos dispersan rayos X de longitud de onda muy corta y el patrón de difracción resultante revela la estructura de estas partículas inusuales. Muy a menudo, la reacción química ocurre en muy poco tiempo y luego evoluciona. Los científicos utilizaron rayos X de alta energía altamente enfocados y un detector de área rápida, los componentes clave para hacer posible esta investigación. Este es el primer estudio resuelto en el tiempo de la evolución de las nanopartículas desde el momento en que nacen.

    HPSynC, también forma parte del Centro Energy Frontier for Research in Extreme Environments (EFree), un Energy Frontier Research Center apoyado en Carnegie por DOE-BES. Una de las misiones de este centro es aprovechar las nuevas técnicas de radiación de sincrotrón para el estudio in situ de la estructura y dinámica de los materiales en condiciones extremas y así comprender y producir nuevos materiales energéticos.

    "Este estudio muestra la promesa de nuevas técnicas para sondear el crecimiento de cristales en tiempo real. Nuestro objetivo final es utilizar estos nuevos métodos para rastrear reacciones químicas a medida que ocurren en una variedad de condiciones". incluyendo presiones y temperaturas variables, y utilizar ese conocimiento para diseñar y fabricar nuevos materiales para aplicaciones energéticas. Esta es un área de empuje importante del programa HPSynC que hemos lanzado en asociación con el Laboratorio Nacional Argonne, "comentó Russell Hemley, el director del Laboratorio de Geofísica.


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