(Phys.org)—Quando i gemelli sono costretti a condividere, può mettere a dura prova la loro relazione. Sebbene questa osservazione non sia forse sorprendente nel comportamento dei bambini, è meno ovvio quando si tratta di nanoparticelle.

Dopo aver trascorso quasi un decennio ad esaminare la struttura dei nanofili fatti di argento puro, scienziati dell'Argonne National Laboratory del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE) hanno scoperto una serie di comportamenti insoliti nei nanocristalli con un simmetria quintuplicata formata dal "gemellaggio" nella struttura cristallina. L'insolita simmetria pentagonale e le strutture complicate dei cristalli gemellati li distinguono dai reticoli cristallini cubici tipici di molte nanoparticelle d'argento.

Le strutture "gemellate" si verificano quando domini adiacenti all'interno della nanoparticella si dispongono condividendo gli stessi piani, ha detto il nanoscienziato di Argonne Yugang Sun. Poiché le strutture gemellate di cinque volte non riempiono perfettamente il volume che gli atomi normalmente occuperebbero nell'argento, c'è molta tensione nella struttura atomica o nel reticolo. Tipicamente, le nanoparticelle costituite da metalli preziosi hanno formato reticoli altamente simmetrici in una configurazione chiamata "cubica a facce centrate"; ma le deformazioni nei nanofili quintuplicati distorcono i reticoli in una simmetria tetragonale centrata sul corpo.

La differenza tra le disposizioni degli atomi nelle nanoparticelle potrebbe determinare sia la forza del materiale che la sua efficienza come catalizzatore, ha detto il sole. "Questo è uno studio fondamentale che approfondisce la natura dei metalli al livello più elementare, " ha detto. "Tuttavia, è essenziale che gli scienziati comprendano tali proprietà al fine di sfruttare tutti i vantaggi che queste strutture molto piccole potrebbero fornirci lungo la strada".

Sun ei suoi colleghi hanno anche scoperto che le sollecitazioni del reticolo vengono assorbite in modo diseguale da diverse regioni dei nanofili. Il centro, Egli ha detto, mostra segni di alta tensione, mentre lo strato esterno non è teso tanto. Questo comportamento suggerisce che ogni nanocavo è in realtà composto da due regioni distinte, qualcosa che è molto importante per determinare la stabilità dei nanocavi altamente tesi.

L'insolita struttura dei nanofili d'argento consente inoltre agli scienziati dei materiali di stabilire come la deformazione si distribuisce lungo una dimensione estesa. "Questo può rispondere a molte domande che rimangono nella scienza dei materiali, in particolare per questo tipo di struttura comune, " ha detto Sole.

Il documento è stato pubblicato online nel numero del 24 luglio di Comunicazioni sulla natura .