Muito grande para ser classificado como moléculas, mas muito pequeno para ser sólidos a granel, os aglomerados atômicos podem variar em tamanho de algumas dezenas a várias centenas de átomos. As estruturas podem ser usadas para uma ampla gama de aplicações, o que requer um conhecimento detalhado de suas formas. Eles são fáceis de descrever usando a matemática em alguns casos; enquanto em outros, suas morfologias são muito mais irregulares. Contudo, os modelos atuais geralmente ignoram esse nível de detalhe; frequentemente definindo clusters como estruturas simples em forma de bola.

Em pesquisa publicada em The European Physical Journal B , José M. Cabrera-Trujillo e colegas da Universidade Autônoma de San Luis Potosí, no México, propõem um novo método de identificação das morfologias de aglomerados atômicos. Eles agora confirmaram que as formas geométricas distintas de alguns aglomerados, bem como a irregularidade de estruturas amorfas, podem ser totalmente identificados matematicamente.

As percepções coletadas pela equipe de Cabrera-Trujillo podem facilitar para os pesquisadores a engenharia de aglomerados atômicos para aplicações específicas. Isso pode incluir nanopartículas contendo dois metais diferentes, que são altamente eficazes na catalisação de reações químicas. Seus métodos atualizados forneceram novas maneiras de determinar as propriedades estruturais dos clusters, as maneiras pelas quais eles convertem energia em diferentes formas, e as forças potenciais entre os átomos. A técnica também foi capaz de distinguir os ambientes circundantes de átomos nos núcleos dos clusters, e em suas superfícies. Em última análise, isso permitiu aos pesquisadores distinguir entre formas distintas, incluindo icosaedros, octaedros, e panquecas simples. Eles também foram capazes de identificar formas amorfas, que não contêm nenhuma ordem matemática discernível.

Cabrera-Trujillo e seus colegas conseguiram isso reconsiderando como as simulações deveriam identificar as estruturas cristalinas dos aglomerados. Eles então provaram a eficácia de sua técnica, definindo as formas variadas de nanoligas de ouro-cobre contendo entre 38 e 933 átomos. A técnica atualizada agora pode ajudar os pesquisadores a avaliar de forma mais eficaz como os aglomerados atômicos são ordenados ou desordenados. Isso poderia permitir aplicações mais difundidas no futuro.