(Phys.org) —Batterie migliori, catalizzatori, I dispositivi elettronici per la memorizzazione e l'elaborazione delle informazioni sono tra i potenziali vantaggi di una scoperta inaspettata fatta dagli scienziati dell'Oak Ridge National Laboratory utilizzando campioni isolati dall'atmosfera.

I ricercatori del laboratorio del Dipartimento dell'Energia hanno appreso che le proprietà superficiali chiave dei film di ossido complesso non sono influenzate da livelli ridotti di ossigeno durante la fabbricazione:una scoperta imprevista con possibili implicazioni per la progettazione di ossidi complessi funzionali utilizzati in una varietà di prodotti di consumo, disse Zheng Gai, un membro del Centro per le scienze dei materiali su scala nanometrica del DOE presso l'ORNL.

I risultati sono dettagliati in un articolo pubblicato su Nanoscala .

Mentre le proprietà del materiale di manganite al di sotto della superficie cambiano come previsto con la rimozione dell'ossigeno, diventando un isolante piuttosto che un metallo, o conduttore, i ricercatori hanno scoperto che il campione mostrava proprietà elettroniche notevolmente stabili in superficie. Gai ha sottolineato che la robustezza di una superficie è importante perché sono proprio le proprietà della superficie che determinano, influenzare e influenzare la funzionalità degli ossidi complessi in catalisi e batterie.

"Con questi materiali che rappresentano un'alternativa promettente al silicio o al grafene nei dispositivi elettronici, la dimensione sempre minore di tali componenti rende le loro proprietà superficiali sempre più importanti da comprendere e controllare, " disse Gai.

Sebbene questo lavoro fornisca una comprensione fondamentale di un materiale utilizzato e ricercato per i catalizzatori, elettronica e batterie ad ossido, Gai e l'autore principale Paul Snijders hanno notato che è difficile fare ipotesi sui possibili impatti.

"Dico sempre che nella scienza di base stiamo scoprendo l'alfabeto, " ha detto Snijders, un membro della Divisione Scienza e Tecnologia dei Materiali dell'ORNL. "Come queste lettere saranno progettate in un utile libro tecnologico è difficile da prevedere".

A rendere possibile questa scoperta è stato il fatto che gli autori hanno condotto il loro esperimento utilizzando la microscopia a scansione di sonda in un sistema sotto vuoto senza esposizione dei campioni all'atmosfera. Ciò contrasta con l'approccio convenzionale di coltivare un campione e quindi installarlo in apparecchiature di analisi. Durante tale trasferimento, gli scienziati espongono il materiale all'acqua, azoto e anidride carbonica nell'aria.

Studiando campioni incontaminati, il team ORNL ha acquisito una nuova sorprendente comprensione della fisica delle superfici dei materiali, una comprensione necessaria per progettare nuove applicazioni funzionali, ha detto Snijders.