La nucleación es un fenómeno extendido en muchos procesos físicos, químicos y biológicos. Sin embargo, en su etapa inicial es extremadamente difícil de estudiar. Un grupo de investigadores de Estados Unidos y Corea desarrolló una metodología para observar las etapas iniciales del crecimiento cristalino en cuatro dimensiones (4D), es decir, en tres dimensiones (3D) y en diferentes tiempos del proceso, usando la tomografía electrónica de los átomos (AET, del inglés atomic electron tomography)
Los investigadores usaron nanopartículas de FePt como sistema modelo y descubrieron que, en la etapa inicial, los núcleos tienen una forma irregular. Con imágenes de AET muestran la estructura y la dinámica de los núcleos y observan que los procesos de crecimiento, fluctuaciones, disoluciones, de fusión y/o de división están regulados por la distribución del parámetro de orden y su gradiente. Las observaciones experimentales se corroboraron mediante simulaciones de dinámica molecular de nucleación heterogénea y homogénea en transiciones de fase líquida a sólida de Pt. Sus resultados experimentales y de dinámica molecular indican que se necesita una teoría diferente a la clásica para describir la nucleación en la primera etapa a escala atómica.
Esta metodología teórico-experimental de análisis 4D en resolución atómica permitirá resolver problemas fundamentales en la ciencia de los materiales como estudios de transición de fase, difusión atómica, dinámica de límite de grano, movimiento de interfaz, dinámica de defectos y reconstrucción de superficie, entre otros.
Los resultados fueron publicados recientemente en la revista Nature
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