Misturar e combinar materiais – mesmo a nível molecular – pode produzir novas propriedades surpreendentes com benefícios para a eletrónica, a energia, a produção avançada e muito mais. Mas otimizar esses mashups de materiais pode ser um desafio.

Pesquisadores do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) desenvolveram um aplicativo que agiliza a caracterização de materiais complexos. Chamado PyXRF, ele fornece uma interface intuitiva para capturar e processar dados de dispositivos portáteis de fluorescência de raios X (XRF), um tipo relativamente novo e acessível de espectrômetro de raios X que pode revelar a composição química dos materiais. O aplicativo está disponível como software de código aberto.

“Este é um aplicativo móvel projetado para leigos que precisam de uma maneira rápida e suja de avaliar se seus materiais têm as propriedades esperadas”, disse o cientista de materiais do NIST, Michael McGuire.

XRF é um tipo de espectroscopia que usa raios X para excitar elétrons dentro de um átomo e medir a energia liberada quando esses elétrons retornam a estados de energia mais baixos. A 'impressão digital' de energia característica de cada elétron excitado revela informações sobre o tipo e a quantidade de átomos dentro de um material.

Mas extrair informações significativas dessas medições requer alguma compreensão do equipamento de medição e das complexidades da física dos raios X e do processamento de sinais.

“Os espectrômetros XRF estão se tornando menores, mais baratos e mais fáceis de usar”, disse McGuire. "No entanto, os pacotes de software que acompanham esses instrumentos são normalmente básicos e a maioria presume que o usuário tem tempo ou experiência para configurar e pós-processar manualmente as medições. O PyXRF simplifica essas tarefas em um aplicativo fácil de usar."

O aplicativo também permite que os usuários comparem facilmente as medições feitas em campo com medições conhecidas de bibliotecas de materiais, incluindo uma que a equipe do NIST criou para vários tipos de plásticos.

O PYXRF já está sendo usado por membros do Laboratório de Medição de Materiais do NIST (MML) para analisar amostras no local em instalações de fabricação e outras instalações industriais, e também para identificar materiais em coleções de museus. Por exemplo, o PyXRF conseguiu identificar o tipo de pigmento usado em um retrato de 200 anos no Smithsonian American Art Museum.

O aplicativo também está atraindo interesse de fora do NIST. Ele está sendo usado por estudantes e pesquisadores do MIT e da Universidade de Georgetown, e houve divulgação de uma empresa iniciante interessada em incorporar o PyXRF em um produto de software comercial.

“Esperamos que, ao aumentar a acessibilidade dos recursos avançados de medição, encorajemos mais pessoas a explorar as propriedades dos materiais e a descobrir a próxima grande novidade”, disse McGuire.