Uma equipe de pesquisa internacional liderada por cientistas do Instituto de Física (IOP) da Academia Chinesa de Ciências utilizou uma técnica de imagem altamente sofisticada para investigar os arranjos atômicos em materiais amorfos. Suas descobertas, publicadas na revista Nature Materials, podem ter implicações de longo alcance para a nossa compreensão de uma ampla variedade de materiais, desde vidro até ligas metálicas.

Os materiais amorfos, também conhecidos como materiais não cristalinos, são caracterizados pela falta de uma estrutura atômica regular e repetitiva. Isto os torna muito diferentes dos materiais cristalinos, como metais e sais, que possuem arranjos atômicos altamente ordenados. Embora materiais amorfos estejam à nossa volta, desde o vidro nas nossas janelas até aos polímeros nos nossos plásticos, ainda não compreendemos completamente como é que os seus átomos estão agrupados.

Os pesquisadores usaram uma técnica de imagem 3D recém-desenvolvida chamada tomografia por microscopia eletrônica de transmissão de varredura (STEM) para tirar fotos de átomos individuais em um material amorfo. Nesta técnica, um feixe de elétrons de alta energia é focado em uma fina película do material, e os elétrons dispersos resultantes são usados ​​para reconstruir uma imagem 3D dos arranjos atômicos.

“O desafio com estes tipos de materiais é que muitas vezes não conhecemos a sua estrutura cristalina, por isso precisamos de um método que nos permita determinar a distribuição 3D dos átomos dentro do material”, explica o professor Hanbin Zhang, principal autor do estudo. . "A tomografia STEM nos permite fazer exatamente isso."

Usando essa técnica, os pesquisadores conseguiram identificar dois tipos distintos de arranjos atômicos no material amorfo que estudaram. Um tipo de arranjo era caracterizado por aglomerados densos de átomos, enquanto o outro era mais aberto e difuso. Os pesquisadores acreditam que esses dois tipos de arranjos podem ser responsáveis ​​pelas propriedades únicas do material, como alta resistência e flexibilidade.

Os investigadores dizem que o seu trabalho pode ter implicações de longo alcance para a nossa compreensão da estrutura de uma grande variedade de materiais amorfos. Isto poderia levar ao desenvolvimento de novos materiais com propriedades melhoradas para uma variedade de aplicações, como vidro, ligas metálicas e polímeros.