Un equipo de investigadores del Instituto de Ciencias Industriales de la Universidad de Tokio utilizó espectroscopía electrónica avanzada y simulaciones por computadora para comprender mejor la estructura atómica interna del vidrio de aluminosilicato. Encontraron redes de coordinación complejas entre átomos de aluminio dentro de regiones separadas por fases. Este trabajo puede abrir la posibilidad de mejorar las gafas para las pantallas táctiles de los dispositivos inteligentes.

Como la demanda de teléfonos inteligentes, tabletas, y los paneles solares aumentan, también lo hará la necesidad de más alta calidad, difícil, vidrio transparente. Uno de los materiales candidatos para estas aplicaciones se llama vidrio de aluminosilicato, que está hecho de aluminio, silicio, y oxigeno. Como con todos los materiales amorfos, el vidrio no forma una simple celosía, sino que existe más como un "líquido congelado" desordenado. Sin embargo, Todavía se pueden formar estructuras intrincadas entre las que aún no han sido analizadas por los científicos.

Ahora, Un equipo de investigadores de la Universidad de Tokio ha utilizado la espectroscopia de estructura fina de pérdida de energía electrónica con un microscopio electrónico de transmisión de barrido para revelar la disposición local de los átomos dentro de un vidrio hecho de 50% de óxido de aluminio (Al2O ₃ ) y 50% de dióxido de silicio (SiO ₂ ). "Elegimos estudiar este sistema porque se sabe que se separa por fases en regiones ricas en aluminio y ricas en silicio", dice el primer autor, Kun-Yen Liao. Cuando se toman imágenes con un microscopio electrónico, algunos electrones emitidos sufren una dispersión inelástica, lo que hace que pierdan parte de su energía cinética original.

La cantidad de energía disipada varía según la ubicación y el tipo de átomo o grupo de átomos en la muestra de vidrio que golpeó. La espectroscopía de pérdida de electrones es lo suficientemente sensible como para diferenciar entre el aluminio coordinado en grupos tetraédricos en contraposición a los octaédricos. Al ajustar el perfil de los espectros de estructura fina de pérdida de energía de electrones píxel a píxel, la abundancia de las diversas estructuras de aluminio se determinó con precisión nanométrica. El equipo también utilizó simulaciones por computadora para interpretar los datos.

"Los vidrios de aluminosilicato se pueden fabricar para resistir altas temperaturas y esfuerzos de compresión. Esto los hace útiles para una amplia gama de aplicaciones industriales y de consumo, como pantallas táctiles, vidrio de seguridad, y fotovoltaica, ", dice el autor principal Teruyasu Mizoguchi. Dado que el aluminosilicato también se produce de forma natural, esta técnica también se puede utilizar para la investigación geológica. El trabajo está publicado en El diario de las letras de la química física como "Revelación de la distribución espacial de especies coordinadas de Al en un vidrio de aluminosilicato separado en fases por STEM-EELS".