Η περίθλαση ακτίνων Χ μπορεί, υπό συνθήκες, να χρησιμοποιηθεί για αξιόπιστη μελέτη των νανοϋλικών

Disclaimer: Απαγορεύεται η αναδημοσίευση, αναπαραγωγή, ολική, μερική ή περιληπτική ή κατά παράφραση ή διασκευή ή απόδοση του περιεχομένου του παρόντος διαδικτυακού τόπου με οποιονδήποτε τρόπο, χωρίς αναφορά στο RAWMATHUB.GR (με ενεργό link) ή χωρίς την προηγούμενη γραπτή άδεια του RAWMATHUB.GR. 

Σε νέα έρευνα που δημοσιεύτηκε στο The European Physical Journal Special Topics, ο Jenő Gubicza του Πανεπιστημίου ELTE Eötvös Loránd της Βουδαπέστης, δείχνει ότι μια έμμεση μέθοδος, που ονομάζεται X-ray diffraction line profile analysis (XLPA) είναι κατάλληλη για την ανάλυση νανοϋλικών, αλλά η εφαρμογή της απαιτεί ιδιαίτερη προσοχή προκειμένου για την εξαγωγή αξιόπιστων συμπερασμάτων.

Τα νανοδομημένα υλικά αποτελούνται από κόκκους νανοκλίμακας καθένας από τους οποίους αποτελείται από ένα ατομικό πλέγμα υψηλού βαθμού τάξης. Οι χρήσιμες ιδιότητες προέρχονται από απότομες αλλαγές στις διατάξεις των ατόμων σε αυτά τα πλέγματα, που ονομάζονται «ελαττώματα». Για να τελειοποιήσουν τις ιδιότητες ενός νανοδομημένου υλικού, οι ερευνητές μπορούν να ελέγξουν την πυκνότητα αυτών των ελαττωμάτων μέσω κατάλληλης επιλογής των συνθηκών επεξεργασίας.

Για να συγκρίνει τις πυκνότητες ελαττωμάτων που προκύπτουν ανάλογα με τη μέθοδο επεξεργασίας, η μέθοδος XLPA αξιολογεί τον τρόπο με τον οποίο οι ακτίνες Χ περιθλώνται από τις μικροδομές που περιέχονται στα υλικά καθώς διέρχονται από αυτά. Το ενδιαφέρον εδώ είναι εάν οι πληροφορίες σχετικά με τη δομή του ελαττώματος που λαμβάνονται από τη μέθοδο XLPA είναι αξιόπιστες, καθώς αυτή η μέθοδος μελετά το υλικό έμμεσα και μόνο μέσω της περίθλασης των ακτίνων Χ. Εναλλακτικά, η ηλεκτρονική μικροσκοπία μετάδοσης (Transition Electron Microscopy, TEM) μπορεί να παρέχει εκτενώς λεπτομερείς εικόνες αυτών των μικροδομών, αλλά μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο για τη μελέτη μικροσκοπικών όγκων.

Στην ανάλυση του, ο Gubicza συγκρίνει τις μικροδομές που προσδιορίζονται έμμεσα μέσω του XLPA, με εκείνες που λαμβάνονται απευθείας μέσω της TEM. Από τη μία πλευρά, διαπίστωσε ότι οι πυκνότητες ελαττωμάτων που προσδιορίζονται από τις δύο μεθόδους συμφωνούν καλά. Από την άλλη, ενώ το μέγεθος των κόκκων που μετράται και με τις δύο τεχνικές τείνει να αποκλίνει σε υλικά με μεγαλύτερα μεγέθη κόκκων, τα αποτελέσματα σε μεγάλο βαθμό συμφωνούν μεταξύ τους για μεγέθη κόκκων μικρότερα από 20 νανόμετρα. Σε αυτές τις περιπτώσεις, η μέθοδος XLPA έδειξε σωστά ότι και οι δύο μέθοδοι επεξεργασίας νανοϋλικών -από μικρή σε μεγάλη κλίμακα και αντιστρόφως- μπορούν να παράγουν παρόμοια υψηλές πυκνότητες ελαττωμάτων. Συνολικά, η ανάλυση του Gubicza παρέχει στους ερευνητές χρήσιμες οδηγίες για το πώς και πότε πρέπει να εφαρμόζεται η μέθοδος XLPA.

Με πληροφορίες από phys.org

ΜΕΤΑΦΡΑΣΗ - ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: ΣΥΝΤΑΚΤΙΚΗ ΟΜΑΔΑ RAWMATHUB.GR