Un grup de recerca format per personal de la Universitat de Leeds, de l'Institut Tecnològic de Karlsruhe, del Laboratori Nacional de Brookhaven, del Paul Scherrer Institute i del Sincrotró ALBA ha demostrat com mètodes de nanotomografia pticogràfica de raigs X in situ són capaços de capturar com es transformen els materials en tres dimensions sota condicions realistes.

Aquests resultats posen de manifest el potencial de la nova línia de llum CoDI (coherent diffraction imaging), actualment en desenvolupament en el marc del projecte d'actualització del sincrotró - ALBA II -, per oferir nanotomografia operando en una àmplia gamma de materials funcionals.

Molts sistemes de gran importància tecnològica, des de catalitzadors a bateries, fins a semiconductors i materials de construcció, canvien la seva estructura i composició internes mentre estan en funcionament. Però aquests processos solen ser massa ràpids, massa heterogenis o produir-se massa profundament al material per poder ser seguits amb els mètodes d'imatge convencionals.

En dos estudis recents publicats a Nature Communications, el grup de recerca va desenvolupar la instrumentació, els esquemes d'adquisició de dades i les estratègies de reconstrucció per assolir la nanotomografia pticogràfica in situ a escala de minuts i a temperatures de fins a 800 °C.

Aplicat a l'estudi de processos de cristal·lització i de desactivació de catalitzadors suportats, aquest mètode revela vies heterogènies, esdeveniments transitoris poc freqüents i l'evolució de defectes que normalment romanen ocults per a les tècniques de caracterització massiva (bulk) o ex situ.

CoDI serà una línia de llum d'imatge coherent de nova generació a ALBA II, dissenyada per aprofitar l'augment de brillantor i coherència dels raigs X que oferirà el sincrotró per generar imatges 3D ràpides i quantitatives. En combinar la tomografia pticogràfica amb entorns de mostra avançats i estratègies de reconstrucció d'última generació, CoDI aspira a fer possible estudis rutinaris in situ i operando de materials complexos, des de sistemes d'emmagatzematge d'energia i catàlisi fins a materials geològics i matèria tova.