Trop gros pour être classés comme molécules, mais trop petit pour être des solides en vrac, les amas atomiques peuvent varier en taille de quelques dizaines à plusieurs centaines d'atomes. Les structures peuvent être utilisées pour une large gamme d'applications, ce qui nécessite une connaissance fine de leurs formes. Ceux-ci sont faciles à décrire en utilisant les mathématiques dans certains cas; tandis que dans d'autres, leurs morphologies sont beaucoup plus irrégulières. Cependant, les modèles actuels ignorent généralement ce niveau de détail ; définissant souvent les grappes comme de simples structures en forme de boule.

Dans une recherche publiée dans Le Journal Physique Européen B , José M. Cabrera-Trujillo et ses collègues de l'Université autonome de San Luis Potosí au Mexique proposent une nouvelle méthode d'identification des morphologies des amas atomiques. Ils ont maintenant confirmé que les formes géométriques distinctives de certains amas, ainsi que l'irrégularité des structures amorphes, peut être entièrement identifié mathématiquement.

Les informations recueillies par l'équipe de Cabrera-Trujillo pourraient permettre aux chercheurs de concevoir plus facilement des clusters atomiques pour des applications spécifiques. Ceux-ci pourraient inclure des nanoparticules contenant deux métaux différents, qui sont très efficaces pour catalyser les réactions chimiques. Leurs méthodes mises à jour ont fourni de nouvelles façons de déterminer les propriétés structurelles des clusters, les façons dont ils convertissent l'énergie sous différentes formes, et les forces potentielles entre les atomes. La technique a également permis de distinguer les environnements environnants des atomes dans les cœurs des amas, et sur leurs surfaces. Finalement, cela a permis aux chercheurs de distinguer des formes distinctives, y compris les icosaèdres, octaèdres, et des crêpes simples. Ils ont également pu identifier des formes amorphes, qui ne contiennent aucun ordre mathématique discernable.

Cabrera-Trujillo et ses collègues y sont parvenus en reconsidérant la manière dont les simulations devraient identifier les structures cristallines des amas. Ils ont ensuite prouvé l'efficacité de leur technique en définissant les différentes formes de nanoalliages d'or-cuivre contenant entre 38 et 933 atomes. La technique mise à jour pourrait désormais aider les chercheurs à évaluer plus efficacement à quel point les amas atomiques sont ordonnés ou désordonnés. Cela pourrait potentiellement permettre des applications plus répandues à l'avenir.