Troppo grandi per essere classificate come molecole, ma troppo piccoli per essere solidi sfusi, i cluster atomici possono variare in dimensioni da poche dozzine a diverse centinaia di atomi. Le strutture possono essere utilizzate per una vasta gamma di applicazioni, che richiede una conoscenza dettagliata delle loro forme. Questi sono facili da descrivere usando la matematica in alcuni casi; mentre in altri, le loro morfologie sono molto più irregolari. Però, i modelli attuali in genere ignorano questo livello di dettaglio; spesso definendo i cluster come semplici strutture a forma di palla.

In una ricerca pubblicata in The European Physical Journal B , José M. Cabrera-Trujillo e colleghi dell'Università Autonoma di San Luis Potosí in Messico propongono un nuovo metodo per identificare le morfologie degli ammassi atomici. Hanno ora confermato che le forme geometriche distintive di alcuni grappoli, così come l'irregolarità delle strutture amorfe, può essere completamente identificato matematicamente.

Le intuizioni raccolte dal team di Cabrera-Trujillo potrebbero rendere più facile per i ricercatori progettare cluster atomici per applicazioni specifiche. Questi potrebbero includere nanoparticelle contenenti due metalli diversi, che sono altamente efficaci nel catalizzare reazioni chimiche. I loro metodi aggiornati hanno fornito nuovi modi per determinare le proprietà strutturali dei cluster, i modi in cui convertono l'energia in forme diverse, e le forze potenziali tra gli atomi. La tecnica è stata anche in grado di distinguere gli ambienti circostanti degli atomi nei nuclei dei cluster, e sulle loro superfici. In definitiva, questo ha permesso ai ricercatori di distinguere tra forme distintive, compresi icosaedri, ottaedri, e semplici frittelle. Sono stati anche in grado di identificare forme amorfe, che non contengono alcun ordine matematico distinguibile.

Cabrera-Trujillo e i suoi colleghi hanno raggiunto questo obiettivo riconsiderando come le simulazioni dovrebbero identificare le strutture cristalline degli ammassi. Hanno quindi dimostrato l'efficacia della loro tecnica definendo le diverse forme di nanoleghe oro-rame contenenti tra 38 e 933 atomi. La tecnica aggiornata potrebbe ora aiutare i ricercatori a valutare in modo più efficace quanto siano ordinati o disordinati i cluster atomici. Ciò potrebbe consentire applicazioni più diffuse in futuro.