Un equipo de investigadores de AMBER, el centro de ciencia de materiales financiado por la Science Foundation Ireland con sede en Trinity College Dublin, ha logrado un gran avance en el área del diseño de materiales, uno que desafía la opinión común sobre cómo los bloques de construcción fundamentales de la materiase unen para formar materiales. El profesor John Boland, investigador principal de AMBER and Trinity's School of Chemistry, el investigador Dr. Xiaopu Zhang, con los profesores Adrian Sutton y David Srolovitz del Imperial College London y la Universidad de Pensilvania, han demostrado que los bloques de construcción granulares enel cobre nunca puede encajar perfectamente, pero se rotan provocando un nivel inesperado de desalineación y rugosidad de la superficie. Este comportamiento, que no se había detectado anteriormente, se aplica a muchos materiales más allá del cobre y tendrá importantes implicaciones sobre cómo se utilizan y diseñan los materiales en el futuro.La investigación fue publicada en la revista ciencia . El Grupo de Investigación de Componentes de Intel Corp. también colaboró en la publicación.
Las propiedades eléctricas, térmicas y mecánicas están controladas por la forma en que los granos de un material están conectados entre sí. Hasta ahora, se pensaba que los granos, que están formados por millones de átomos, simplemente se compactan como bloques sobre una mesa., con pequeños huecos aquí y allá. El profesor Boland y su equipo han demostrado por primera vez que los granos de cobre de tamaño nanométrico en realidad se inclinan hacia arriba y hacia abajo para crear crestas y valles dentro del material. Los metales nanocristalinos como el cobre se utilizan ampliamente comocontactos e interconexiones dentro de circuitos integrados. Esta nueva comprensión a nanoescala afectará la forma en que se diseñan estos materiales y, en última instancia, permitirá dispositivos más eficientes, al reducir la resistencia al flujo de corriente y aumentar la vida útil de la batería en los dispositivos de mano.
El profesor John Boland, investigador principal de AMBER y Trinity's School of Chemistry, dijo: "Nuestra investigación ha demostrado que es imposible formar películas a nanoescala perfectamente planas de cobre y otros metales. El límite entre los granos en estos materiales siempre ha sidoSe supone que son perpendiculares a la superficie. Nuestros resultados muestran que en muchos casos estos límites prefieren estar en un ángulo, lo que obliga a los granos a rotar, lo que resulta en una rugosidad inevitable. Este resultado sorprendente se basó en nuestro uso de microscopía de túnel de barrido que nos permitiópara medir por primera vez la estructura tridimensional de los límites de los granos, incluidos los ángulos precisos entre los granos adyacentes. "
Añadió: "Más importante aún, ahora tenemos un plan de lo que debería suceder en una amplia gama de materiales y estamos desarrollando estrategias para controlar el nivel de rotación del grano. Si tenemos éxito, tendremos la capacidad de manipular las propiedades del material en unun nivel sin precedentes, que impacta no solo en la electrónica de consumo sino también en otras áreas como los implantes médicos y el diagnóstico. Esta investigación coloca a Irlanda una vez más a la vanguardia de la innovación y el diseño de materiales ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Centro AMBER . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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