Den nya upptäckten från Aalto University kan ha stor inverkan på framtida design av nanoskala, såsom ultravioletta fotodetektorer och läkemedelsleverans.

I bulk, många material som kisel är lika spröda som glas. I nanopartikelstorlek, samma material kan komprimeras till hälften av deras storlek utan att bryta dem. Den nya upptäckten gjordes av en internationell forskargrupp som leds av professor Roman Nowak.

Atom för atom, forskarna följde omorganisationerna till följd av klämning av små kiselsfärer. De fann att materialets respons varierade beroende på graden av avstängning som kontrasterar den välkända "storlekseffekten". Minskning av materialvolymen driver oväntade deformationsmekanismer under mekaniskt inducerade formförändringar.

I sin bulkform, kisel är känt för att uppvisa plasticitet som kännetecknas av fasomvandlingar. Dock, forskningen fann att progression från ett tillstånd av relativ begränsning av massan till ett mindre begränsat tillstånd av nanopartikeln leder till en förändring av kisels mekaniska svar.

Inte enbart särart, studien ger en grund för att förstå början av begynnande plasticitet i nanovolymer, vilket är en repeterbar metod för att generera kristallfel som dramatiskt påverkar funktionella egenskaper och biokompatibilitet. Den kortfattade förklaringen av detta ämne påverkar framtida nano-enheter som ultravioletta fotodetektorer, lasrar på ett chip, drogleverans, och biologiska markörer.

Införandet av parametern "nanoskala begränsning" har hittills aldrig uttryckligen beaktats för storleksberoende fenomen. Fyndet löser dilemman som noterats av de tidigare studierna och erbjuder vägar till ett brett spektrum av nananoskala enhetsdesign. Resultaten löser en kontrovers som noterats i tidigare studier och insikten kommer att gynna bearbetningen av framtida nanostrukturer i stor skala.