Matthias Young, en biträdande professor vid University of Missouri College of Engineering, designade nyligen två tekniker för att förstå materialens beteende. Fynden kan leda till bättre batterier, förbättrade vattenreningssystem och avkänningstillämpningar som kan mäta mängden nitrat i marken.

Mäta faktorer samtidigt

För att utveckla nya material för applikationer som litiumjonbatterier, forskare måste förstå hur material förändras dynamiskt under olika laddningsförhållanden. Det är en komplex process som kräver att forskare har insikt i vad som händer med material i realtid.

Young modifierade befintlig kommersiell utrustning för att kunna mäta flera beteenden samtidigt.

"Jag är glad över att använda den här nya enheten för att hjälpa oss att förnya material för dessa applikationer, och jag hoppas att den här enheten kommer att göra det möjligt för materialvetenskapsgemenskapen att påskynda upptäckter i andra applikationer, " han sa.

Young planerar att göra den billiga enheten tillgänglig för andra materialforskare.

Ett billigt sätt att mäta oordnade atomer

I en separat studie, Young beskrev en teknik för att lättare mäta atomstrukturen hos material. Processen är unik och kan mäta atomernas position – även när de inte är i ordnade mönster – utan att använda en kostsam anläggning.

"Det som är coolt med det är att vi kan fokusera en elektronstråle ner till ett mycket litet område - ett par hundra nanometer i diameter - och mäta atomstrukturen av ett oordnat material inom det området, " han sa.

Att känna till atomstrukturen hos material med hög rumslig upplösning, samt att förstå tjockleken och massans förändringar under laddning och urladdning, är avgörande för att förstå och förbättra material.