Anna Llordés, químico de la Fundición Molecular del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, busca simple, Formas económicas de fabricar materiales "inteligentes" que ahorran o almacenan energía. Una forma en que ella y sus colegas hacen esto es combinando óxidos metálicos que tienen propiedades deseables.

Lo que no saben es cómo actuarán estos materiales en combinación:¿Conservará el compuesto resultante las estructuras y propiedades deseables de sus ingredientes individuales? ¿Se influirán los ingredientes entre sí, para bien o para mal? ¿Y cómo puede saber qué está pasando realmente?

Ahí es donde entra Beam Line 11-3 en la fuente de luz de radiación sincrotrón de Stanford (SSRL) de SLAC.

"11-3 es una línea de luz realmente importante para nosotros cuando estamos desarrollando un nuevo material, “Permite una evaluación rápida pero detallada de la estructura cristalina de películas delgadas”, dijo Llordés.

Llevar, por ejemplo, uno de sus últimos descubrimientos:un nuevo tipo de película inteligente transparente que se puede aplicar a un panel de vidrio de una ventana para controlar la cantidad de luz solar o calor que ingresa a una habitación, reduciendo así los costes de electricidad. Estas películas tienen propiedades "electrocrómicas", lo que significa que la cantidad de luz solar que dejan pasar se puede cambiar aplicando un voltaje. La capacidad de filtrar selectivamente diferentes longitudes de onda de luz es un desarrollo nuevo y difícil de conseguir en lo que se llama tecnología de "ventanas inteligentes".

Llordés y sus compañeros de trabajo crearon esta película en particular combinando nanocristales de óxido de indio dopado con estaño (ITO), que absorbe energía infrarroja, con vidrio de óxido de niobio, qué pantallas de luz visible.

Lo que fue sorprendente ella dijo, fue la sinergia entre los dos materiales. "Cuando los nanocristales de ITO se unen al óxido de niobio vítreo, obtienes mejores propiedades de las que esperas, ", dijo. En particular, el óxido de niobio se ha mejorado mucho como revestimiento de ventanas:es cinco veces mejor para bloquear la luz que el óxido de niobio sin nanocristales. Además, el material compuesto resiste mejor los ciclos repetidos de encendido y apagado.

Pero, ¿por qué la gran mejora? ¿Y qué receta de nanocristales en vidrio resultó en la mejor película?

Descubrir, Llordés utilizó una técnica denominada difracción de rayos X de incidencia rasante en la línea de haz 11-3 para estudiar las estructuras de películas que habían sido procesadas a temperaturas que iban de 400 ° C a 650 ° C. Descubrió que la película con las mejores cualidades se forma entre 400 ° C y 500 ° C.

También descubrió que la película es una matriz vítrea que en realidad incorpora los nanocristales ITO en su estructura. en lugar de simplemente atraparlos como impurezas. Las moléculas de vidrio se unen con los nanocristales, cambiando la estructura del vidrio y afectando sus propiedades. Es este vínculo lo que hace que toda la película sea tan dramáticamente mejor que la suma de sus partes.

"El trabajo en 11-3 nos ayudó a demostrar que teníamos un material compuesto único, Llordés dijo, y durante su viaje más reciente a la línea de luz, investigó materiales que son aún más fáciles y energéticamente eficientes de producir.

Encontrar nuevos materiales útiles que son energéticamente eficientes para producir es su interés motriz, dijo Llordés, Beamline 11-3 la ayuda a hacer eso.

Pero SSRL tiene otro significado para el español nativo, así como.

"Cuando vine por primera vez hace tres años, la gente de SSRL fue muy servicial y acogedora, ", dijo." Explicaron cómo ejecutar los experimentos, y siempre estaban abiertos, divertido y listo para hablar de ciencia.

"Siempre estoy feliz cuando tengo que venir a SSRL".