Una nueva investigación proporciona información sobre la estructura de los nanocristales de silicio, una sustancia que promete proporcionar baterías de iones de litio eficientes que alimentan su teléfono para obtener imágenes médicas a nanoescala.

La investigación fue realizada por un equipo de químicos de la Universidad de Alberta, dirigido por dos Ph.D. estudiantes del Departamento de Química, Alyx Thiessen y Michelle Ha.

"Los nanocristales de silicio son componentes importantes de gran parte de la tecnología moderna, incluidas las baterías de iones de litio, " dijo, Thiessen, que estudia con el profesor Jonathan Veinot. "Cuanto más sepamos sobre su estructura, cuanto más entendamos acerca de cómo funcionan y cómo se pueden utilizar para diversas aplicaciones ".

En dos artículos publicados recientemente, el equipo de investigación caracterizó la estructura de los nanocristales de silicio con mayor rapidez y precisión que nunca, utilizando una técnica de vanguardia conocida como polarización nuclear dinámica (DNP).

"Utilizando la tecnología DNP, pudimos demostrar que los nanocristales de silicio más grandes tienen una estructura en capas que está desordenada en la superficie, con un núcleo cristalino que está separado por una capa intermedia, "explicó Ha, quien está estudiando bajo la supervisión del profesor asistente Vladimir Michaelis. "Esta es la primera vez que esto se documenta en nanocristales de silicio".

Los nanocristales de silicio han proliferado en el mundo de la investigación científica. Desde aplicaciones en el desarrollo de baterías de ultra alta capacidad hasta la próxima generación de imágenes médicas a nivel celular, su potencial es aparentemente infinito.

"Comprender la estructura de los nanocristales de silicio es muy útil, ", explicó Thiessen." Al examinar a fondo la estructura, construimos nuestra comprensión de las propiedades de los cristales, que a su vez se puede utilizar para optimizar su función ".

"Y esto nos permitirá adaptar los nanocristales de silicio a cualquier aplicación o campo que queramos, "añadió Ha." Esta investigación puede afectar a muchas áreas diferentes de investigación, incluido el desarrollo de tecnología de imágenes médicas más precisa para nuevas, baterías más eficientes. Estos nanocristales de silicio son extremadamente versátiles ".

Tanto Thiessen como Ha son estudiantes del programa Alberta / Technical University of Munich International Graduate School for Hybrid Functional Materials (ATUMS), lo que les permite experimentar un entorno internacional de investigación interdisciplinaria y realizar aspectos de su investigación en Munich, Alemania.

El primer papel "Nanopartículas de silicio:¿Son cristalinas desde el núcleo hasta la superficie?" fue dirigido por Thiessen y publicado en Química de Materiales (DOI:10.1021 / acs.chemmater.8b03074). El segundo papel, "RMN de polarización nuclear dinámica endógena de nanopartículas de silicio terminadas en hidruro" fue dirigido por Ha y publicado en Resonancia magnética nuclear de estado sólido (DOI:10.1016 / j.ssnmr.2019.04.001).