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Los científicos lograron observar partículas que son más grandes que los átomos, pero más pequeñas que los coloides.

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Los cristales forman una serie de sustancias. Por ejemplo, se encuentran en la sal, el azúcar, los copos de nieve y las piedras preciosas. En cada caso, los cristales son estructuras estratificadas altamente ordenadas. Aunque los cristales son omnipresentes en la naturaleza, gran parte de la información relativa a cómo se forman sigue siendo un misterio.

Este misterio se ha retrasado a través de un nuevo avance. Mediante el uso de microscopía optimizada, los investigadores de la Universidad Northwestern han observado cómo las nanopartículas forman cristales en tiempo real. Descrito como "fascinante", los investigadores han capturado el proceso de autoensamblaje de nanopartículas en materiales sólidos.

Los investigadores dedicaron tiempo a optimizar el proceso para garantizar que el haz de electrones pudiera ver las partículas sin dañarlas. En el nuevo estudio, los investigadores utilizaron nanopartículas de diferentes formas (cubos, esferas y cubos dentados) para explorar cómo la forma afecta el comportamiento.

Se descubrió que estas nanopartículas se mueven en solución y se convierten en cristales de varias morfologías como poliédricos. Los bloques de construcción (átomos, moléculas o iones) que componen los materiales cristalinos están muy ordenados y forman redes de bloques de construcción igualmente espaciados. Estas redes luego se apilan una encima de la otra para formar un material sólido tridimensional.

Esto se muestra a través de partículas que llueven hacia abajo, cayendo a lo largo de los escalones y deslizándose antes de encajar en su lugar para formar las capas apiladas características de un cristal. En los experimentos, los investigadores notaron que las partículas chocaban entre sí, uniéndose para formar capas. Luego, para formar la estructura cristalina capa por capa, las partículas primero formaron una capa horizontal y luego se apilaron verticalmente. A veces, después de adherirse unas a otras, las partículas se separaban brevemente para caer sobre una capa inferior.

Al observar las nanopartículas, los científicos vieron partículas que son más grandes que los átomos, pero más pequeñas que los coloides. Entonces, hemos completado todo el espectro de escalas de longitud. Estamos completando la longitud que falta.

La investigación también tiene una aplicación práctica y debería ayudar con el diseño de nuevos materiales, incluidas películas delgadas para aplicaciones electrónicas, como electrónica flexible, diodos emisores de luz, transistores y células solares. Esto fue posible gracias al uso de microscopía electrónica de transmisión (TEM) en fase líquida.

La investigación ha sido publicada en la revista Nature Nanotechnology. El informe se titula "Desentrañando el crecimiento de cristales de nanopartículas".

El Dr. Tim Sandle es el editor general de noticias científicas de Digital Journal. Tim se especializa en periodismo científico, tecnológico, ambiental y de salud. Además, es microbiólogo en ejercicio; y un autor. También le interesa la historia, la política y la actualidad.

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