Une équipe de chercheurs du centre AMBER basé à Trinity College Dublin, ont fait une percée dans le domaine de la conception des matériaux - une percée qui remet en question l'opinion communément admise sur la façon dont les éléments constitutifs fondamentaux de la matière se réunissent pour former des matériaux.

le professeur John Boland, Chercheur principal à l'AMBER et à la Trinity's School of Chemistry, chercheur Dr Xiaopu Zhang, avec les professeurs Adrian Sutton et David Srolovitz de l'Imperial College de Londres et de l'Université de Pennsylvanie, ont montré que les blocs de construction granulaires en cuivre ne peuvent jamais s'emboîter parfaitement, mais sont tournés provoquant un niveau inattendu de désalignement et de rugosité de surface. Ce comportement, qui n'était pas détecté auparavant, s'applique à de nombreux matériaux au-delà du cuivre et aura des implications importantes sur la façon dont les matériaux seront utilisés et conçus à l'avenir. La recherche a été publiée aujourd'hui dans la prestigieuse revue, Science . Le groupe de recherche sur les composants Intel Corp. a également collaboré à la publication.

Électrique, les propriétés thermiques et mécaniques sont contrôlées par la façon dont les grains d'un matériau sont connectés les uns aux autres. Jusqu'à maintenant, on pensait que les grains, qui sont constitués de millions d'atomes, il suffit de les emballer comme des blocs sur une table, avec de petites lacunes ici et là. Le professeur Boland et son équipe ont montré pour la première fois que des grains de cuivre de taille nanométrique s'inclinent de haut en bas pour créer des crêtes et des vallées dans le matériau. Les métaux nanocristallins tels que le cuivre sont largement utilisés comme contacts électriques et interconnexions dans les circuits intégrés. Cette nouvelle compréhension à l'échelle nanométrique aura un impact sur la façon dont ces matériaux sont conçus, permettant finalement des appareils plus efficaces, en réduisant la résistance au flux de courant et en augmentant la durée de vie de la batterie dans les appareils portatifs.

le professeur John Boland, Chercheur principal à l'AMBER et à la Trinity's School of Chemistry, mentionné, "Nos recherches ont démontré qu'il est impossible de former des films nanométriques parfaitement plats de cuivre et d'autres métaux. La frontière entre les grains de ces matériaux a toujours été supposée perpendiculaire à la surface. Nos résultats montrent que dans de nombreux cas, ces frontières préfèrent être à un angle, qui force les grains à tourner, entraînant une rugosité inévitable. Ce résultat surprenant repose sur notre utilisation de la microscopie à effet tunnel qui nous a permis de mesurer pour la première fois la structure tridimensionnelle des joints de grains, y compris les angles précis entre les grains adjacents.

Il ajouta, "Plus important, nous avons maintenant un plan pour ce qui devrait arriver dans un large éventail de matériaux et nous développons des stratégies pour contrôler le niveau de rotation des grains. En cas de succès, nous aurons la capacité de manipuler les propriétés des matériaux à un niveau sans précédent, impactant non seulement l'électronique grand public, mais d'autres domaines tels que les implants médicaux et les diagnostics. Cette recherche place l'Irlande une fois de plus à la pointe de l'innovation matérielle et du design."