p (Phys.org) —Quando os gêmeos são forçados a compartilhar, isso pode colocar uma tensão significativa em seu relacionamento. Embora esta observação não seja surpreendente no comportamento das crianças, é menos óbvio quando se trata de nanopartículas. p Depois de passar quase uma década examinando a estrutura de nanofios feitos de prata pura, cientistas do Laboratório Nacional de Argonne do Departamento de Energia dos EUA (DOE) descobriram um conjunto de comportamentos incomuns em nanocristais com uma tensão, simetria quíntupla formada por "geminação" na estrutura cristalina. A simetria pentagonal incomum e as estruturas complicadas dos cristais gêmeos os distinguem das redes cristalinas cúbicas típicas de muitas nanopartículas de prata.

p As estruturas "gêmeas" ocorrem quando domínios adjacentes dentro da nanopartícula se organizam compartilhando os mesmos planos, disse o nanocientista de Argonne Yugang Sun. Uma vez que as estruturas geminadas quíntuplas não preenchem perfeitamente o volume que os átomos normalmente ocupariam na prata, há muita tensão na estrutura atômica ou rede. Tipicamente, nanopartículas feitas de metais preciosos formaram redes altamente simétricas em uma configuração chamada "cúbica de face centrada"; mas as cepas em nanofios geminados cinco vezes distorcem as redes em uma simetria tetragonal centrada no corpo.

p A diferença entre os arranjos de átomos em nanopartículas pode determinar tanto a resistência do material quanto sua eficiência como catalisador, Sun disse. "Este é um estudo fundamental que analisa em profundidade a natureza dos metais no nível mais básico, "disse ele." No entanto, é essencial que os cientistas entendam essas propriedades para explorar quaisquer vantagens que essas estruturas muito pequenas possam nos fornecer no futuro. "

p Sun e seus colegas também descobriram que as tensões da rede são absorvidas de forma desigual por diferentes regiões dos nanofios. O Centro, ele disse, exibe sinais de alta tensão, enquanto a camada externa não é tão esticada. Esse comportamento sugere que cada nanofio é, na verdade, composto de duas regiões distintas - algo que é muito importante para determinar a estabilidade dos nanofios altamente tensionados.

p A estrutura incomum dos nanofios de prata também permite que os cientistas de materiais estabeleçam como a tensão se distribui ao longo de uma dimensão estendida. "Isso pode responder a muitas perguntas que permanecem na ciência dos materiais, particularmente para este tipo de estrutura comum, "Sun disse.

p O artigo foi publicado online na edição de 24 de julho de Nature Communications .