Cómo la difracción de rayos X puede predecir materiales nanoestructurados
Los materiales nanoestructurados están a la vanguardia de la ciencia de los materiales debido a sus características físicas únicas. Para caracterizar sus características microscópicas, se puede utilizar una variedad de enfoques, cada uno con su propio conjunto de ventajas y desventajas.
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Jenő Gubicza de la Universidad ELTE Eötvös Loránd de Budapest explica en un artículo publicado en Temas especiales de la Revista Europea de Física que un enfoque indirecto, el análisis de perfil de línea de difracción de rayos X (XLPA), es aceptable para el análisis de materiales nanoestructurados, pero que su aplicación e interpretación requieren atención adicional para obtener resultados confiables.
Los materiales nanoestructurados consisten en granos a nanoescala con una red atómica regular. Las «fallas», que son cambios repentinos en las configuraciones de los átomos de estas redes, dan lugar a características útiles. Los investigadores pueden gestionar la densidad de estos defectos para refinar las características materiales de una nanoestructura eligiendo las condiciones adecuadas para el procesamiento de nanomateriales.
XLPA examina cómo las microestructuras incrustadas en los materiales difractan los rayos X a medida que pasan para comparar las densidades de defectos creadas por cada uno de estos procedimientos. La pregunta aquí es si la información estructural sobre defectos adquirida por XLPA es precisa, dado que esta tecnología solo estudia el material indirectamente por dispersión de rayos X.
Alternativamente, la microscopía electrónica de transmisión (TEM) puede ofrecer imágenes extremadamente detalladas de estas microestructuras, pero solo se puede usar para analizar pequeños volúmenes.
Gubicza compara las microestructuras identificadas indirectamente por XLPA con las adquiridas directamente por TEM en su estudio. Por un lado, Gubicza descubrió que las densidades de defectos calculadas por los dos enfoques son muy similares. Sin embargo, mientras que los tamaños de grano determinados por los dos enfoques diferían en materiales con tamaños de grano más grandes, en su mayoría coincidían en tamaños de grano por debajo de 20 nm.
En estas situaciones, XLPA ha demostrado correctamente que las técnicas de procesamiento de nanomateriales de arriba hacia abajo y de abajo hacia arriba pueden producir grandes densidades de defectos. En general, el resumen de Gubicza brinda a los investigadores información importante sobre cómo y cuándo usar XLPA.
Referencia de la revista:
Gubicza, J. (2022) Confiabilidad e interpretación de parámetros microestructurales determinados por análisis de perfil de línea de rayos X para materiales nanoestructurados. Temas especiales de la Revista Europea de Física. doi.org/10.1140/epjs/s11734-022-00572-z.
La fuente: https://www.springer.com/gp
