p Com a fonte de luz de raios-X PETRA III da DESY, Cientistas dinamarqueses observaram o crescimento de nanopartículas ao vivo. O estudo mostra como as nanopartículas de óxido de tungstênio estão se formando a partir da solução. Essas partículas são usadas, por exemplo, para janelas inteligentes, que se tornam opacos com o toque de um botão, e também são usados ​​em células solares particulares. A equipe em torno do autor principal, Dr. Dipankar Saha, da Universidade de Århus, apresenta suas observações na revista científica Angewandte Chemie International Edition . p Para sua investigação, os cientistas construíram uma pequena câmara de reação, que é transparente para raios-X. "Usamos capilares finos de safira ou sílica fundida que são facilmente penetráveis ​​por raios X, "disse o professor Bo Iversen, chefe do grupo de pesquisa. Nestes capilares, os cientistas transformaram o chamado metatungstato de amônio dissolvido em água em nanopartículas em alta temperatura e alta pressão. Com a luz de raios-X PETRA III brilhante, os químicos foram capazes de rastrear o crescimento de pequenas partículas de trióxido de tungstênio (WO ₃ ) com um tamanho típico de cerca de dez nanômetros da solução em tempo real.

p "As medições de raios-X mostram os blocos de construção do material, "disse a coautora Dra. Ann-Christin Dippel do DESY, cientista na linha de luz P02.1, onde os experimentos foram realizados. "Com o nosso método, podemos observar a estrutura do material em escala de comprimento atômico. O que é especial aqui é a possibilidade de acompanhar a dinâmica do processo de crescimento, "Dippel aponta." As diferentes estruturas cristalinas que se formam nessas nanopartículas já são conhecidas. Mas agora podemos rastrear em tempo real o mecanismo de transformação de moléculas em nanocristais. Não vemos apenas a sequência do processo, mas também por que estruturas específicas se formam. "

p No nível molecular, as unidades básicas de muitos compostos de metal-oxigênio como óxidos são octaedros, que consistem em oito triângulos iguais. Esses octaedros podem compartilhar cantos ou bordas. Dependendo de sua configuração, os compostos resultantes têm características diferentes. Isso não é verdade apenas para o trióxido de tungstênio, mas é basicamente aplicável a outros materiais.

p As unidades de octaedros nas soluções crescem até nanopartículas, com uma pequena partícula de dez nanômetros incluindo cerca de 25 octaedros. "Fomos capazes de determinar isso no início, ambos os elementos da estrutura existem no material original, a conexão por cantos e por bordas, "disse Saha." No decorrer da reação, o octaedra se reorganiza:quanto mais você espera, quanto mais a conexão de borda desaparece e a conexão por cantos se torna mais frequente. As nanopartículas que se desenvolveram em nossas investigações têm uma estrutura cristalina predominantemente ordenada. "

p Na síntese industrial contínua, this process occurs so quickly, that it mainly produces nanoparticles with mixed disordered structures. "Ordered structures are produced when nanoparticles get enough time to rearrange, " said Saha. "We can use these observations for example to make available nanoparticles with special features. This method is also applicable to other nanoparticles."