I materiali amorfi, noti anche come materiali non cristallini, sono caratterizzati dalla mancanza di una struttura atomica regolare e ripetitiva. Ciò li rende molto diversi dai materiali cristallini, come metalli e sali, che hanno disposizioni atomiche altamente ordinate. Sebbene i materiali amorfi siano ovunque intorno a noi, dal vetro delle nostre finestre ai polimeri delle nostre plastiche, non comprendiamo ancora del tutto come i loro atomi siano assemblati insieme.
I ricercatori hanno utilizzato una tecnica di imaging 3D di nuova concezione chiamata tomografia STEM (microscopia elettronica a scansione di trasmissione) per scattare foto di singoli atomi in un materiale amorfo. In questa tecnica, un fascio di elettroni ad alta energia viene focalizzato su una pellicola sottile del materiale e gli elettroni sparsi risultanti vengono utilizzati per ricostruire un'immagine 3D della disposizione atomica.
"La sfida con questi tipi di materiali è che spesso non conosciamo la loro struttura cristallina, quindi abbiamo bisogno di un metodo che ci permetta di determinare la distribuzione 3D degli atomi all'interno del materiale", spiega il professor Hanbin Zhang, autore principale dello studio. . "La tomografia STEM ci consente di fare proprio questo."
Utilizzando questa tecnica, i ricercatori sono stati in grado di identificare due tipi distinti di disposizioni atomiche nel materiale amorfo che hanno studiato. Un tipo di disposizione era caratterizzato da densi ammassi di atomi, mentre l'altro era più aperto e diffuso. I ricercatori ritengono che questi due tipi di disposizioni possano essere responsabili delle proprietà uniche del materiale, come la sua elevata resistenza e flessibilità.
I ricercatori affermano che il loro lavoro potrebbe avere implicazioni di vasta portata per la nostra comprensione della struttura di un’ampia varietà di materiali amorfi. Ciò potrebbe portare allo sviluppo di nuovi materiali con proprietà migliorate per una varietà di applicazioni, come vetro, leghe metalliche e polimeri.
