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(noticias nanowerk) En un nuevo estudio sorprendente (comunicación de la naturaleza«Reparar grietas en rutilo TiO átomo a átomo».2 Investigadores de la Universidad de Minnesota Twin Cities han descubierto que la radiación del haz de electrones, que antes se pensaba que descomponía los cristales, en realidad puede reparar grietas en estas nanoestructuras.
Este descubrimiento innovador ofrece una nueva forma de crear nanoestructuras cristalinas más perfectas, un proceso que es fundamental para mejorar la eficiencia y la rentabilidad de los materiales utilizados en prácticamente todos los dispositivos electrónicos que utilizamos todos los días.
«Durante mucho tiempo, los investigadores que estudiaban nanoestructuras asumieron que cuando expusiéramos los cristales a la irradiación de electrones para estudiarlos, se descompondrían», dijo Andre Mkhoyan, profesor de ingeniería química y ciencia de materiales en la Universidad de Minnesota e investigador principal del estudiar. «Lo que demostramos en este estudio es que cuando tomamos un cristal de dióxido de titanio y lo irradiamos con un haz de electrones, las estrechas grietas naturales en realidad se llenaron y sanaron por sí solas».
Los investigadores tropezaron con el descubrimiento por casualidad mientras examinaban los cristales utilizando el microscopio electrónico de última generación de la Universidad de Minnesota por una razón completamente diferente.
«Examiné las grietas en los cristales bajo el microscopio electrónico y estas grietas siguieron llenándose», dijo Silu Guo, doctor en ingeniería química y ciencia de materiales de la Universidad de Minnesota. Estudiante universitario. «Esto fue inesperado y nuestro equipo se dio cuenta de que podría haber algo aún mayor que deberíamos investigar».
Durante el proceso de autocuración, varios átomos del cristal se movían juntos, encontrándose en el medio y formando una especie de puente que llenaba la grieta. Los investigadores demostraron por primera vez que los haces de electrones se pueden utilizar de forma constructiva para construir nuevas nanoestructuras átomo por átomo.
«Ya sean grietas atómicamente agudas u otros tipos de defectos en un cristal, creo que depende de los materiales que hemos cultivado, pero es realmente sorprendente ver al grupo del profesor Mkhoyan reparar estas grietas utilizando un haz de electrones», dijo la Universidad de Bharat Jalan, profesor de ingeniería química y ciencia de materiales de Minnesota, investigador asociado.
Según los investigadores, el siguiente paso es introducir nuevos factores como cambiar las condiciones del haz de electrones o la temperatura del cristal para encontrar una manera de mejorar o acelerar el proceso.
«Primero lo descubrimos, ahora queremos encontrar más formas de darle forma al proceso», dijo Mkhoyan.
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