Los investigadores del Centro de Nanotecnología de Londres (LCN) han logrado un gran avance en la medición de la estructura de los nanomateriales bajo una presión extremadamente alta.

Descrito en Comunicaciones de la naturaleza , el estudio utilizó nuevos avances en la difracción de rayos X para obtener imágenes de los cambios en la morfología de los nanocristales de oro bajo presiones de hasta 6,5 ​​gigapascales.

Bajo altas presiones, Los métodos de obtención de imágenes, como la microscopía electrónica o de fuerza atómica, no son viables. haciendo que las imágenes por difracción de rayos X sean la única opción. Sin embargo, hasta hace poco, enfocar una imagen creada con este método ha resultado difícil.

Usando una técnica desarrollada por investigadores de LCN para corregir las distorsiones de los haces de rayos X, los científicos, trabajando en colaboración con la Carnegie Institution de Washington, ahora han podido medir la estructura de los nanocristales de oro con una resolución más alta que nunca.

Profesor Ian Robinson, quien lideró la contribución de LCN al estudio, dijo:"Resolver el problema de distorsión de las imágenes de difracción de rayos X es análogo a prescribir anteojos para corregir la visión.

"Ahora este problema se ha resuelto, podemos acceder a todo el campo de las estructuras de nanocristales bajo presión. El misterio científico de por qué los nanocristales bajo presión son hasta un 50% más fuertes que el material a granel pronto se desvelará ".

Para realizar la investigación, Se colocó un nanocristal de oro de 400 nm de diámetro en un dispositivo llamado Diamond-Anvil Cell (DAC) que puede recrear las inmensas presiones que existen en el interior de la Tierra. creando materiales y fases que no existen en condiciones normales.

La muestra se trituró dentro del dispositivo y los cambios se representaron como la presión, medido por una pequeña esfera de rubí, se incrementó. El estudio mostró que a baja presión, el nanocristal actuó como se esperaba y los bordes se tensaron, sin embargo, asombrosamente, las deformaciones desaparecieron bajo mayor compresión.

Los científicos explican esto sugiriendo que el material presurizado está experimentando un "flujo plástico", un fenómeno por el cual un material comenzará a fluir y se volverá líquido una vez que alcance una presión crítica. Esta hipótesis se apoyó aún más cuando la forma facetada del cristal desarrolló una forma más suave y redonda a medida que aumentaba la presión.

El profesor Robinson agregó:"Este desarrollo tiene un gran potencial para explorar la formación de minerales dentro de la corteza terrestre, que se transforman de una fase a otra bajo presión "

En el futuro, esta técnica ofrece un enfoque muy prometedor para el desarrollo de nanotecnología in situ bajo altas presiones.