Un gruppo di ricercatori del Dipartimento di Ingegneria Meccanica e del Dipartimento di Scienza e Ingegneria dei Materiali presso la Texas A&M University guidati dal Dr. Xinghang Zhang ha studiato la dinamica dei difetti nell'Ag nanogemello irradiato con ioni pesanti (Kripton) e ha rivelato interazioni di cluster gemelli-difetto di confine tramite radiazione in situ.

La progettazione dei reattori nucleari di nuova generazione richiede materiali con una tolleranza alle radiazioni superiore. In condizioni di radiazione estrema, un gran numero di difetti e dei loro cluster si generano e di conseguenza si traducono in instabilità meccanica dei materiali metallici irradiati. Durante lo studio del danno da radiazioni in Ag nanotwined mediante tecnica di irradiazione in situ presso la struttura IVEM presso l'Argonne National Laboratory, Gli studenti di Zhang, Jin Li e Kaiyuan Yu hanno scoperto due fenomeni interessanti.

Primo, hanno identificato le zone interessate dal confine gemello in cui la densità e la diffusività del difetto cumulativa nel tempo sono sostanzialmente diverse da quelle dell'interno del gemello. Inoltre, studi in situ hanno anche rivelato un'eccellente resilienza dei confini gemelli in risposta alla radiazione:i confini gemelli continuano a cambiare la loro geometria per facilitare la cattura, trasporto e rimozione di cluster di difetti. Inoltre, i confini gemelli possono recuperare assorbendo tipi di difetti opposti.

"Senza eseguire studi cumulativi di tempo, ci saremmo persi l'esistenza di zone colpite di confine gemelle", disse Li.

"Questo studio fornisce ulteriore supporto per l'implementazione di confini gemelli come efficaci sink di difetto per la progettazione di materiali metallici nanostrutturati tolleranti alle radiazioni", ha aggiunto Yu, che ora è un assistente professore in Cina.

La carta, "In situ Study of Defect Migration Kinetics and Self-Healing of Twin Boundaries in Heavy Ion Irradiated Nanotwinned Metals" è stato pubblicato nel numero di aprile 2015 in Nano lettere .