Grazie alle loro proprietà fisiche uniche, i materiali nanostrutturati sono ora in prima linea nella scienza dei materiali. Diverse tecniche diverse possono essere utilizzate per caratterizzare le loro caratteristiche microscopiche, ma ognuna di queste ha i suoi pro e contro. In una nuova ricerca pubblicata su The European Physical Journal Special Topics , Jenő Gubicza dell'Università ELTE Eötvös Loránd di Budapest, mostra che un metodo indiretto, denominato analisi del profilo della linea di diffrazione dei raggi X (XLPA) è adatto per l'analisi di materiali nanostrutturati, ma la sua applicazione e interpretazione richiedono un'attenzione particolare per ottenere conclusioni affidabili.

I materiali nanostrutturati sono costituiti da grani su scala nanometrica, ciascuno composto da un reticolo atomico ordinato. Le proprietà utili derivano da bruschi cambiamenti nella disposizione degli atomi in questi reticoli, chiamati "difetti". Per mettere a punto le proprietà dei materiali di una nanostruttura, i ricercatori possono controllare la densità di questi difetti mediante una selezione appropriata delle condizioni di lavorazione dei nanomateriali.

Per confrontare le densità dei difetti introdotte da entrambi questi approcci, XLPA misura come i raggi X vengono diffratti dalle microstrutture contenute nei materiali mentre li attraversano. La preoccupazione qui è se le informazioni sulla struttura del difetto ottenute da XLPA siano affidabili, poiché questo metodo studia il materiale indirettamente solo attraverso la dispersione dei raggi X. In alternativa, la microscopia elettronica a trasmissione (TEM) può fornire immagini ampiamente dettagliate di queste microstrutture, ma può essere utilizzata solo per studiare piccoli volumi.

Nella sua analisi, Gubicza confronta le microstrutture determinate indirettamente tramite XLPA, con quelle ottenute direttamente tramite TEM. Da un lato, ha riscontrato che le densità dei difetti determinate dai due metodi concordano bene. D'altra parte, mentre la dimensione del grano misurata da entrambe le tecniche tende a divergere nei materiali con granulometrie maggiori, in gran parte concordano tra loro per granulometrie inferiori a 20 nanometri. In questi casi, XLPA ha correttamente dimostrato che i metodi di elaborazione top-down e bottom-up dei nanomateriali possono produrre densità di difetti altrettanto elevate. Complessivamente, la panoramica di Gubicza fornisce ai ricercatori una guida utile su come e quando dovrebbe essere applicato XLPA. + Esplora ulteriormente

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