Med hjälp av den senaste tekniken, forskare vid Monash Center for Electron Microscopy (MCEM) har utvecklat nya metoder som gör att små förskjutningar av atomer kan bevittnas och mätas.

Forskningen, publicerad i den senaste upplagan av prestigefylld tidskrift Naturmaterial , ger omedelbar insikt i litiumjonbatteriets prestanda och långtgående konsekvenser för utformningen av nya material för energigenerering och lagring, nästa generations datorer, grön teknik, och andra områden.

"Monash-forskningen är som att läkare kan "se" beteenden hos enskilda virus snarare än att bara föreställa sig dem genom att observera symptomen.  Vi kan studera atomärt beteende med picometerprecision. För att sätta detta i perspektiv, en väteatom har en beräknad diameter på ~50 pikometer, ", sa den ledande forskningsförfattaren Dr. Ye Zhu.

Genom att manipulera dessa atomförskjutningar, forskare har potential att skapa "undermaterial" för användning i applikationer som högpresterande datorer, ultraeffektiva solceller och miljövänliga sensorer.

"Atomer är naturens byggstenar. Om placeringen av dessa byggstenar varierar, till och med lite, påverkan på ett materials funktion kan vara djupgående, sade motsvarande författare, Professor Joanne Etheridge, Direktör för MCEM. "Denna nya metod, kombinerat med MCEM:s kraftfulla elektronmikroskop, har avslöjat utsökt subtila variationer i arrangemanget av atomer som driver de viktiga egenskaperna hos detta material."

Forskare tror att avbildningsmetoden bör vara lika tillämpbar på en mängd olika materialsystem och kommer att bli ett populärt och kraftfullt verktyg för att tillhandahålla information om verklig rymdstruktur.

"Detta dokument avslöjar den extraordinära kraften hos modern elektronmikroskopi för att direkt kartlägga de fina detaljerna i komplex kristallstruktur, i detta fall en anmärkningsvärd självmonterad nanostruktur med en kompositionsmässigt avstämbar periodicitet i nanoskala, ", sa medförfattaren professor Ray Withers vid ANU.