Te groot om als moleculen te worden aangemerkt, maar te klein om stortgoed te zijn, atoomclusters kunnen in grootte variëren van enkele tientallen tot enkele honderden atomen. De structuren kunnen worden gebruikt voor een breed scala aan toepassingen, wat een gedetailleerde kennis van hun vormen vereist. Deze zijn in sommige gevallen gemakkelijk te beschrijven met behulp van wiskunde; terwijl in andere, hun morfologieën zijn veel onregelmatiger. Echter, huidige modellen negeren dit detailniveau doorgaans; vaak definiëren clusters als eenvoudige bolvormige structuren.

In onderzoek gepubliceerd in Het European Physical Journal B , José M. Cabrera-Trujillo en collega's van de Autonome Universiteit van San Luis Potosí in Mexico stellen een nieuwe methode voor om de morfologieën van atomaire clusters te identificeren. Ze hebben nu bevestigd dat de kenmerkende geometrische vormen van sommige clusters, evenals de onregelmatigheid van amorfe structuren, wiskundig volledig kan worden geïdentificeerd.

De inzichten die door het team van Cabrera-Trujillo zijn verzameld, kunnen het voor onderzoekers gemakkelijker maken om atomaire clusters voor specifieke toepassingen te ontwikkelen. Dit kunnen nanodeeltjes zijn die twee verschillende metalen bevatten, die zeer effectief zijn in het katalyseren van chemische reacties. Hun bijgewerkte methoden boden nieuwe manieren om de structurele eigenschappen van clusters te bepalen, de manieren waarop ze energie omzetten in verschillende vormen, en de potentiële krachten tussen atomen. De techniek was ook in staat om de omringende omgevingen van atomen in de kernen van clusters te onderscheiden, en op hun oppervlakken. uiteindelijk, hierdoor konden de onderzoekers onderscheidende vormen onderscheiden, inclusief icosaëders, octaëders, en simpele pannenkoeken. Ze waren ook in staat om amorfe vormen te identificeren, die geen waarneembare wiskundige volgorde bevatten.

Cabrera-Trujillo en zijn collega's bereikten dit door te heroverwegen hoe simulaties de kristalstructuren van clusters zouden moeten identificeren. Vervolgens bewezen ze de effectiviteit van hun techniek door de verschillende vormen van goud-koper nanolegeringen te definiëren die tussen 38 en 933 atomen bevatten. De bijgewerkte techniek zou onderzoekers nu kunnen helpen om effectiever te beoordelen hoe geordend of ongeordend atomaire clusters zijn. Dit kan in de toekomst mogelijk meer wijdverbreide toepassingen mogelijk maken.