p (PhysOrg.com) - Pela primeira vez, os cientistas puderam observar o crescimento das nanopartículas desde os primeiros estágios de sua formação. As nanopartículas são a base da nanotecnologia e seu desempenho depende de sua estrutura, composição, e tamanho. Os pesquisadores agora serão capazes de desenvolver maneiras de controlar as condições sob as quais eles são cultivados. A descoberta afetará uma ampla gama de aplicações, incluindo tecnologia de células solares e sensores químicos e biológicos. A pesquisa é publicada em Nano Letras . p Como o co-autor Wenge Yang do Laboratório Geofísico da Carnegie Institution explicou:"Tem sido muito difícil assistir essas minúsculas partículas nascerem e crescerem no passado porque as técnicas tradicionais exigem que a amostra esteja no vácuo e muitas nanopartículas são cultivadas em um metal condutor líquido. Portanto, não conseguimos ver como as diferentes condições afetam as partículas, muito menos entender como podemos ajustar as condições para obter o efeito desejado. "

p Esses pesquisadores trabalham no Center for Nanoscale Materials and the Advanced Photon Source (APS) - ambos operados pelo Argonne National Laboratory - e no High Pressure Synergetic Consortium (HPSynC), um programa executado em conjunto pelo Laboratório de Geofísica e Argonne. Os cientistas usaram raios X de alta energia do APS para realizar estudos de difração que lhes permitiram obter informações sobre a estrutura cristalina dos materiais. Graças à penetração altamente brilhante e alta desta fonte de raios-X - a maior de seu tipo nos Estados Unidos - os pesquisadores puderam observar o crescimento dos cristais desde o início de suas vidas. Os átomos espalham raios X de comprimento de onda muito curto e o padrão de difração resultante revela a estrutura dessas partículas incomuns. Muitas vezes, a reação química ocorre em um período muito curto e depois evolui. Os cientistas usaram raios-X de alta energia altamente focados e um detector de área rápido, os principais componentes para tornar essa investigação possível. Este é o primeiro estudo resolvido pelo tempo da evolução das nanopartículas desde o momento em que nascem.

p HPSynC, também faz parte do Centro de Fronteira de Energia para Pesquisa em Ambientes Extremos (EFree), um Centro de Pesquisa de Fronteira de Energia apoiado na Carnegie pelo DOE-BES. Uma das missões deste centro é aproveitar novas técnicas de radiação síncrotron para estudos in situ da estrutura e dinâmica de materiais em condições extremas e, assim, compreender e produzir novos materiais energéticos.

p "Este estudo mostra a promessa de novas técnicas para sondar o crescimento de cristais em tempo real. Nosso objetivo final é usar esses novos métodos para rastrear reações químicas à medida que ocorrem sob uma variedade de condições, incluindo pressões e temperaturas variáveis, e usar esse conhecimento para projetar e fazer novos materiais para aplicações de energia. Esta é uma importante área de impulso do programa HPSynC que lançamos em parceria com o Argonne National Laboratory, "comentou Russell Hemley, o diretor do Laboratório Geofísico.