Los neutrones juegan un papel definitivo en la comprensión del mundo material. Pueden mostrar dónde están los átomos y qué hacen los átomos.
Al dispersar los neutrones de los materiales, los científicos pueden visualizar las posiciones y los movimientos de los átomos y hacer descubrimientos que tienen el potencial de afectar casi todos los aspectos de nuestras vidas. Los resultados de los experimentos de neutrones pueden ayudarnos a desarrollar nuevos materiales para usos cotidianos.
Los neutrones se utilizan para estudiar la dinámica de las reacciones químicas en las interfaces de ingeniería química y bioquímica, ciencias de los alimentos, síntesis de drogas y biología molecular.
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Los neutrones pueden sondear profundamente en objetos sólidos como álabes de turbinas, tuberías de gas y soldaduras para proporcionar una visión microscópica única de las tensiones y tensiones que afectan la vida operativa de estos componentes de ingeniería cruciales.
Los estudios de neutrones de nanopartículas, sistemas de baja dimensión y el impacto del magnetismo en la próxima generación de tecnología informática y de TI, almacenamiento de datos, sensores y materiales superconductores.
Los neutrones se pueden usar para estudiar muestras geológicas, nuevos materiales para la producción y almacenamiento de energía, productos químicos que afectan el medio ambiente y polímeros y plásticos. Se pueden usar para estudiar materiales para la salud, desde nuevos materiales para implantes de cadera hasta geles que pueden ayudar a los bebés con paladar hendido. ¡Tienen una gran variedad de usos!
Casi todos los cambios importantes en nuestra sociedad, las revoluciones dramáticas en el transporte y la fabricación, el crecimiento de la informática e Internet y el aumento constante de la vida media, tienen su origen en la comprensión y la explotación de la física y la química de los materiales.
El objetivo de la ciencia moderna de los materiales es comprender las propiedades de la materia a escala atómica y utilizar este conocimiento para optimizar las propiedades o desarrollar nuevos materiales.
En los experimentos de dispersión de neutrones, los materiales están expuestos a haces intensos de neutrones dentro de instrumentos especializados en grandes centros de investigación. Las imágenes que se hacen se utilizan para revelar la estructura molecular dentro del material que se puede vincular directamente a las propiedades físicas y químicas experimentadas en el mundo cotidiano.
Los neutrones tienen ventajas únicas como sonda de propiedades de nivel atómico:
- El proceso de dispersión de neutrones no es destructivo, por lo que se pueden estudiar muestras delicadas o valiosas.
- Los neutrones son penetrantes, por lo que pueden mirar profundamente dentro de muestras de ingeniería para estudiar, por ejemplo, soldaduras
- Los neutrones con energías en el rango de movimientos atómicos tienen longitudes de onda del orden de las distancias entre los átomos, lo que los hace muy buenos para estudiar dónde están los átomos y cómo se mueven.
- Los neutrones son buenos para ver átomos ligeros, como el hidrógeno, en presencia de los más pesados.
- Los neutrones son buenos para distinguir elementos vecinos en la tabla periódica
- Diferentes isótopos del mismo elemento dispersan neutrones de manera diferente. Por ejemplo, se puede obtener información adicional intercambiando átomos de hidrógeno con sus isótopos de deuterio en parte de una muestra
- Los neutrones tienen un momento magnético, lo que significa que pueden usarse para estudiar las propiedades magnéticas de los materiales.
