Un team di ricercatori guidati da scienziati dell’Argonne National Laboratory del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti (DOE) ha sviluppato una nuova tecnica di imaging che consente loro di vedere come inizia il danno meccanico su scala molecolare. La tecnica, chiamata microscopia con sonda a scansione ad alta risoluzione (SPM), può visualizzare materiali con una risoluzione senza precedenti, consentendo ai ricercatori di vedere singoli atomi e molecole.

L'SPM funziona scansionando una punta affilata sulla superficie di un materiale. Mentre la punta si muove, interagisce con gli atomi e le molecole sulla superficie, facendoli vibrare. Le vibrazioni vengono rilevate dalla punta, che viene poi utilizzata per creare un'immagine della superficie.

I ricercatori hanno utilizzato l'SPM per visualizzare la superficie di una lega metallica sottoposta a stress meccanico. Hanno scoperto che lo stress aveva fatto sì che gli atomi della lega si riorganizzassero, formando minuscole crepe e difetti. Queste crepe e difetti possono eventualmente portare al cedimento del materiale.

I ricercatori affermano che l’SPM può essere utilizzato per studiare un’ampia varietà di materiali, inclusi metalli, ceramica, polimeri e materiali biologici. La tecnica potrebbe essere utilizzata per sviluppare nuovi materiali più resistenti ai danni meccanici e per migliorare le prestazioni dei materiali esistenti.

"L'SPM è un nuovo potente strumento che ci permette di vedere come iniziano i danni meccanici su scala molecolare", ha affermato il dottor Amitesh Paul, scienziato dei materiali Argonne, che ha guidato il gruppo di ricerca. "Queste informazioni possono essere utilizzate per sviluppare nuovi materiali più resistenti ai danni e per migliorare le prestazioni dei materiali esistenti."

I risultati del gruppo di ricerca sono stati pubblicati sulla rivista Nature Communications.

Il finanziamento per la ricerca è stato fornito dall'Office of Science del DOE e dalla National Science Foundation.