p Cerâmicas de óxido nanocompósito têm usos potenciais como ferroelétricos, condutores de íons rápidos, e combustíveis nucleares e para armazenamento de resíduos nucleares, gerando um grande interesse científico na estrutura, propriedades, e aplicações desses materiais misturados. p “As interfaces que separam as diferentes regiões cristalinas determinam o transporte, elétrico, e propriedades de radiação do material como um todo, "disse Pratik Dholabhai, principal pesquisador do Laboratório Nacional de Los Alamos no projeto. "É na composição química dessas interfaces que podemos melhorar recursos como tolerância contra danos por radiação e condução iônica rápida."

p Um composto é um material que contém grãos, ou pedaços, de vários materiais diferentes. Em um nanocompósito, o tamanho de cada um desses grãos é da ordem de nanômetros, aproximadamente 1000 vezes menor que a largura de um cabelo humano. No contexto da energia nuclear, compósitos foram propostos para o próprio combustível, como uma forma, por exemplo, para melhorar as propriedades básicas do material, como a condutividade térmica. É a condutividade térmica que determina a eficiência com que a energia pode ser extraída do combustível. Compósitos também foram criados para armazenar os subprodutos do ciclo da energia nuclear, lixo nuclear, onde cada um dos diferentes componentes do composto pode armazenar uma parte diferente dos resíduos.

p Contudo, os compostos têm aplicações muito mais amplas. As interfaces fornecem regiões de propriedades eletrônicas e iônicas exclusivas e foram estudadas para melhorar a condutividade em aplicações relacionadas a baterias e células de combustível.

p Mistérios de deslocamentos desajustados

p Usando simulações que explicam explicitamente a posição de cada átomo dentro do material, a equipe de pesquisa de Los Alamos examinou a interface entre SrTiO3 e MgO, demonstrando, pela primeira vez, uma forte dependência da estrutura de deslocamento em heterointerfaces de óxido na química de terminação. SrTiO3 pode ser visto como um bolo de camadas, com planos alternados de SrO e TiO2. Assim, em princípio, ao combinar SrTiO3 com outro material, há uma escolha de qual camada está em contato com o outro material. As simulações revelam que as interfaces terminadas em SrO e TiO2 exibem estruturas atômicas notavelmente diferentes. Essas estruturas, caracterizado pelos chamados deslocamentos desajustados que se formam quando os dois materiais não têm exatamente o mesmo tamanho, ditam as propriedades funcionais da interface, como a condutividade.

p A relação observada entre a química de terminação e a estrutura de deslocamento da interface oferece caminhos potenciais para adaptar as propriedades de transporte e resistência a danos por radiação de nanocompósitos de óxido, controlando a química de terminação na interface. Isso pode levar a novos materiais funcionais em várias áreas tecnológicas. “Acreditamos que esta descoberta, que a estrutura da interface é sensível à química da interface, vai abrir a porta para novas direções de pesquisa em nanocompósitos de óxido, "disse Blas Uberuaga, pesquisador líder no esforço.