I nostri corpi hanno una notevole capacità di guarire da caviglie rotte o polsi lussati. Ora, un nuovo studio ha dimostrato che alcune nanoparticelle possono anche "auto-guarirsi" dopo aver subito uno sforzo intenso, una volta che quel ceppo è stato rimosso.

Una nuova ricerca del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE) Argonne National Laboratory e della Stanford University ha scoperto che le nanoparticelle di palladio possono riparare le dislocazioni atomiche nella loro struttura cristallina. Questa svolta appena scoperta potrebbe in definitiva far avanzare la ricerca per introdurre comportamenti di autoguarigione in altri materiali.

"Si scopre che queste nanoparticelle funzionano molto più come il corpo umano che guarisce da una ferita che come una macchina rotta che non può ripararsi da sola". - Andrea Ulvestad, Scienziato dei materiali Argonne.

La ricerca segue uno studio dello scorso anno, in cui i ricercatori di Argonne hanno esaminato il modo spugnoso con cui le nanoparticelle di palladio assorbono l'idrogeno.

Quando le particelle di palladio assorbono idrogeno, le loro superfici spugnose si gonfiano. Però, gli interni delle particelle di palladio rimangono meno flessibili. Mentre il processo continua, qualcosa alla fine si rompe nella struttura cristallina di una particella, dislocare uno o più atomi.

"Non ci si aspetterebbe mai che la lussazione si manifesti in condizioni normali, " ha detto lo scienziato dei materiali di Argonne Andrew Ulvestad, l'autore principale dello studio. "Ma si scopre che queste nanoparticelle funzionano molto più come il corpo umano che guarisce da una ferita che come una macchina rotta che non può ripararsi da sola".

Ulvestad ha spiegato che le dislocazioni si formano come un modo per il materiale di alleviare lo stress posto sui suoi atomi dall'infusione di idrogeno aggiuntivo. Quando gli scienziati rimuovono l'idrogeno dalla nanoparticella, le lussazioni hanno spazio per riparare.

Utilizzando i raggi X forniti da Advanced Photon Source di Argonne, una struttura per gli utenti dell'Office of Science del DOE, Ulvestad è stato in grado di monitorare il movimento delle lussazioni prima e dopo il processo di guarigione. Fare così, ha usato una tecnica chiamata imaging di diffrazione coerente di Bragg, che identifica una dislocazione per gli effetti a catena che produce nel resto del reticolo cristallino della particella.

In alcune particelle, lo stress dell'assorbimento dell'idrogeno ha introdotto dislocazioni multiple. Ma anche le particelle dislocate in più punti potrebbero guarire al punto da essere quasi incontaminate.

"In alcuni casi, abbiamo visto da cinque a otto dislocazioni originali, e alcuni di questi erano profondi nella particella, " ha detto Ulvestad. "Dopo che la particella è guarita, ce ne sarebbero forse uno o due vicino alla superficie."

Sebbene Ulvestad abbia affermato che i ricercatori non sono ancora sicuri di come guarisca esattamente il materiale, probabilmente coinvolge la relazione tra la superficie del materiale e il suo interno, Lui ha spiegato.

Comprendendo meglio come il materiale guarisce, Ulvestad ei suoi colleghi sperano di adattare le dislocazioni per migliorare le proprietà dei materiali. "Le lussazioni non sono necessariamente negative, ma vogliamo controllare come si formano e come possono essere rimossi, " Egli ha detto.

Lo studio, dal titolo "L'autoguarigione dei difetti indotti dalla trasformazione della fase di idrurazione in nanoparticelle di palladio, " apparso il 9 novembre in Comunicazioni sulla natura .