Met behulp van de modernste technologie, onderzoekers van het Monash Center for Electron Microscopy (MCEM) hebben nieuwe methoden ontwikkeld waarmee kleine verplaatsingen van atomen kunnen worden waargenomen en gemeten.

Het onderzoek, gepubliceerd in de nieuwste editie van prestigieus tijdschrift Natuurmaterialen , biedt onmiddellijk inzicht in de prestaties van lithium-ionbatterijen en verstrekkende implicaties voor het ontwerp van nieuwe materialen voor energieopwekking en -opslag, computer van de volgende generatie, groene technologieën, en andere gebieden.

"Het Monash-onderzoek is alsof artsen het gedrag van individuele virussen kunnen 'zien' in plaats van ze zich alleen maar voor te stellen door de symptomen te observeren. We kunnen atomair gedrag bestuderen met picometerprecisie. Om dit in perspectief te plaatsen:een waterstofatoom heeft een geschatte diameter van ~50 picometer, " zei hoofdonderzoeksauteur Dr. Ye Zhu.

Door deze atomaire verplaatsingen te manipuleren, onderzoekers hebben het potentieel om 'wondermaterialen' te maken voor gebruik in toepassingen zoals hoogwaardige computers, ultra-efficiënte zonnecellen en milieuvriendelijke sensoren.

"Atomen zijn de bouwstenen van de natuur. Als de positie van deze bouwstenen gevarieerd is, zelfs een beetje, de impact op de functie van een materiaal kan groot zijn, " zei corresponderende auteur, Professor Joanne Etheridge, Directeur van MCEM. "Deze nieuwe methode, gecombineerd met de krachtige elektronenmicroscopen van MCEM, heeft voortreffelijk subtiele variaties onthuld in de rangschikking van atomen die de belangrijke eigenschappen van dit materiaal aandrijven."

Onderzoekers zijn van mening dat de beeldvormingsmethode gelijkelijk toepasbaar moet zijn op een verscheidenheid aan materiaalsystemen en een populair en krachtig hulpmiddel zal worden bij het verstrekken van real-space structuurinformatie.

"Dit artikel onthult de buitengewone kracht van moderne elektronenmicroscopie om de fijne details van complexe kristalstructuur direct in kaart te brengen, in dit geval die van een opmerkelijke zelf-geassembleerde nanostructuur met een qua samenstelling afstembare periodiciteit op nanoschaal, " zei co-auteur professor Ray Withers van ANU.