Usando lo último en microscopía electrónica de aberración corregida, los investigadores del Departamento de Energía de Oak Ridge National Laboratory y sus colegas han obtenido las primeras imágenes en las que se distinguen distintos átomos ligeros como el boro, carbono, nitrógeno y de oxígeno
Las imágenes ORNL se obtuvieron con un microscopio de barrido electrónico de transmisión de contraste Z (STEM). Los átomos de carbono, boro, nitrógeno y oxígeno —todos con un bajo número atómico— se resolvieron sobre una sola capa de nitruro de boro.
Los átomos de boro y nitrógeno se distinguen claramente en esta imagen de microscopio electrónico de Oak Ridge National Laboratory. Cada anillo hexagonal de la estructura de boro-nitrógeno, por ejemplo el marcado con el círculo verde en la figura, se compone de tres átomos de nitrógeno más brillantes y tres átomos de boro más oscuros
«Esta investigación marca la primera instancia en la que se ha fotografiado e identificadas químicamente cada átomo en una parte importante de un material no periódico», dijo Stephen Pennycook, investigador de Ciencia y Tecnologías de los Materiales. «Esto representa otro logro de las tecnologías combinadas de STEM contraste Z y corrección de la aberración.»
El análisis del equipo se describe en un artículo publicado el 25 de marzo en la revista Nature.
La nueva técnica de imágenes de alta resolución permite a los investigadores de materiales analizar átomo por átomo la estructura molecular de los materiales experimentales y discernir los defectos estructurales en ellos. Los defectos introducidos en un material —por ejemplo, la colocación de un átomo o una molécula de impureza en la estructura del material— son a menudo responsables de las propiedades del material.
El grupo analizó una muestra de sola capa de nitruro de boro hexagonal preparada en la Universidad de Oxford y fue capaz de encontrar e identificar tres tipos de sustituciones de atómos —la sustitución de átomos de carbono por boro, carbono en sustitución de nitrógeno y oxígeno en sustitución de nitrógeno. El boro, el carbono, el nitrógeno y el oxígeno tienen números atómicos —o valores de Z— de cinco, seis, siete y ocho, respectivamente.
Armados con imágenes de alta resolución, materiales, química y nanociencia, los investigadores y teóricos pueden diseñar simulaciones por computadora más exactas para predecir el comportamiento de los materiales avanzados, que son clave para alcanzar logros de tecnología entre los que se incluyen tecnologías de almacenamiento de energía y energéticas eficientes.
Fuente: Science Daily. Aportado por Eduardo J. Carletti
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