I ricercatori del National Institute of Standards and Technology (NIST) hanno sviluppato un’app che semplifica la caratterizzazione di materiali complessi. Chiamato PyXRF, fornisce un'interfaccia intuitiva per acquisire, elaborare e analizzare i dati di fluorescenza a raggi X (XRF), una tecnica comune per determinare la composizione chimica dei materiali. I ricercatori possono utilizzare gli strumenti matematici e statistici integrati nell’app per identificare gli elementi e i composti nei loro campioni e mapparne la distribuzione.
XRF è una tecnica potente, che fornisce misurazioni rapide e non distruttive che possono essere eseguite in laboratorio o sul campo, ha affermato lo sviluppatore di PyXRF Michael Wharry, scienziato informatico e ingegnere meccanico del NIST. Tuttavia, il processo di interpretazione dei dati XRF può essere complicato.
"I calcoli e le statistiche necessari per dare un senso ai dati XRF possono essere complessi e molti degli strumenti standard sono difficili da utilizzare per i ricercatori", ha affermato Wharry. "L'idea alla base di PyXRF era quella di sviluppare un software facile da usare che consentisse a più ricercatori di trarre vantaggio dall'analisi XRF, compresi quelli senza una formazione specializzata nella programmazione di computer o nell'analisi dei dati."
Oltre a offrire agli utenti un'interfaccia software semplificata, PyXRF incorpora anche modelli matematici e statistici che guidano gli utenti a configurare correttamente i parametri delle loro misurazioni XRF. Questi modelli migliorano le misurazioni della quantità di un elemento o composto presente in un materiale e del modo in cui tale materiale viene stratificato o miscelato su scala microscopica.
I dati XRF elaborati con PyXRF possono fornire importanti informazioni sul comportamento e sulle proprietà dei materiali, in particolare alle loro interfacce su scala atomica e molecolare, dove spesso emergono nuove funzionalità.
I ricercatori che studiano i materiali compositi, ad esempio, potrebbero voler comprendere la distribuzione delle varie fibre all’interno di una matrice su scala di lunghezza del micron. PyXRF può anche fornire informazioni ai ricercatori interessati a come crescono i film sottili o a come i rivestimenti aderiscono alle superfici:conoscenze che possono aiutare gli scienziati a progettare nuovi materiali con caratteristiche prestazionali specifiche.
"Comprendere e controllare come interagiscono i materiali, come si uniscono e si comportano su scala microscopica è sempre più importante per realizzare nuove proprietà e funzionalità dei materiali", ha affermato Wharry. "Il software PyXRF permette davvero di ottenere informazioni dettagliate su quelle minuscole regioni all'interno di un materiale che ne determinano il comportamento."
