Ingenieros de Texas A&M University y Virginia Tech informan importantes nuevos conocimientos sobre el oro nanoporoso, un material con aplicaciones cada vez mayores en varias áreas, incluido el almacenamiento de energía y los dispositivos biomédicos, todo sin tener que ingresar a un laboratorio.

En lugar de realizar experimentos adicionales, El equipo utilizó un software de análisis de imágenes desarrollado internamente para "extraer" la literatura existente sobre el oro nanoporoso (NPG). Específicamente, el software analizó fotografías de NPG de unos 150 artículos revisados ​​por pares, midiendo rápidamente características clave del material que los investigadores luego correlacionaron con descripciones escritas de cómo se prepararon las muestras. ¿Uno de los resultados? Una receta, de tipo, sobre cómo hacer NPG con características específicas.

"Pudimos retroceder una ley cuantitativa que explica cómo se pueden cambiar las características de NPG cambiando los tiempos y temperaturas de procesamiento, "dijo Ian McCue, investigador postdoctoral en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de Texas A&M. McCue es el autor principal de un artículo sobre el trabajo publicado en línea en la edición del 30 de abril de Informes científicos .

El equipo también identificó un nuevo parámetro relacionado con NPG que podría usarse para ajustar mejor el material para aplicaciones específicas.

"Antes de nuestro trabajo, Los ingenieros conocían un "botón" sintonizable para NPG. Ahora tenemos un segundo que podría darnos aún más control sobre las propiedades del material, "dijo Josh Stuckner, estudiante de posgrado en Virginia Tech y coautor del artículo. Stuckner desarrolló el software que permitió nuevos conocimientos.

Otros autores son el Dr. Michael J. Demkowicz, profesor asociado en el departamento de ciencia e ingeniería de materiales en Texas A&M, y el Dr. Mitsu Murayama, profesor asociado en Virginia Tech.

El oro nanoporoso se ha estudiado durante unos 15 años, pero en realidad se sabe poco sobre sus características físicas y los límites de su capacidad de sintonización para aplicaciones específicas, el equipo escribe en Informes científicos .

El material es una red porosa tridimensional de hebras entrelazadas, o ligamentos. Múltiples ligamentos, Sucesivamente, conectar en puntos llamados nodos. Todas estas características son casi inimaginablemente pequeñas. Stuckner señala, por ejemplo, que algunos de los poros más pequeños encajarían en unas tres hebras de ADN una al lado de la otra. Como resultado, McCue dijo que la estructura general es muy compleja y ha sido extremadamente difícil y lento medir características como las longitudes entre los nodos y los diámetros de los ligamentos. Pero el software de Stuckner ha cambiado eso.

"De forma manual, puede llevar entre 20 minutos y más de una hora medir las funciones asociadas con una imagen, Stuckner dijo. Podemos hacerlo en un minuto, o incluso decirle a la computadora que mida una gran cantidad de imágenes mientras nos alejamos ".

Los intentos anteriores de medir las características de NPG llevaron a conjuntos de datos muy pequeños de cinco o seis puntos de datos. El equipo de Texas A &M / Virginia Tech ha analizado alrededor de 80 puntos de datos. Ese, Sucesivamente, permitió al equipo crear la nueva descripción cuantitativa de las características de NPG asociadas con diferentes técnicas de procesamiento. Todo eso sin hacer ningún experimento real, simplemente minería y análisis de datos inteligentes, dijo McCue.

El trabajo también ha dado lugar a nuevas pautas de publicación para futuros investigadores. De los 2, 000 artículos que el equipo analizó originalmente, solo 150 tenían información útil.

"Tuvimos que descartar una gran cantidad de datos debido a la mala calidad de la imagen o la falta de información escrita sobre cómo se procesaba un NPG determinado, ", Dijo McCue." Las nuevas pautas podrían evitar que, en última instancia, permite una mejor extracción de datos no solo para NPG sino para otros materiales ".