Científicos de Nueva Zelanda y Australia que trabajan a nivel de átomos crearon algo inesperado: pequeños copos de nieve metálicos. ¿Por qué es eso significativo? Porque persuadir a los átomos individuales para que cooperen de la manera deseada está conduciendo a una revolución en la ingeniería y la tecnología a través de los nanomateriales (y crear copos de nieve es genial).
Las estructuras a nanoescala pueden ayudar a la fabricación electrónica, hacer que los materiales sean más fuertes pero más livianos o ayudar a la limpieza ambiental al unirse a las toxinas. Para crear nanocristales metálicos, científicos de Nueva Zelanda y Australia han estado experimentando con galio, un steel plateado suave que se usa en semiconductores y, de manera inusual, se licua justo por encima de la temperatura ambiente. Sus resultados se acaban de publicar en la revista Science.
El profesor Nicola Gaston y el investigador Dr. Steph Lambie, ambos de Waipapa Taumata Rau, Universidad de Auckland, y la Dra. Krista Steenbergen de Te Herenga Waka, Universidad Victoria de Wellington, colaboraron con colegas en Australia dirigidos por el profesor Kourosh Kalantar-Zadeh de la Universidad de Nueva Gales del Sur.
El equipo australiano trabajó en el laboratorio con níquel, cobre, zinc, estaño, platino, bismuto, plata y aluminio, cultivando cristales metálicos en un disolvente líquido de galio. Los metales se disolvieron en galio a altas temperaturas. Una vez enfriado, los cristales metálicos emergieron mientras el galio permanecía líquido.
El equipo de Nueva Zelanda, parte del Instituto MacDiarmid de Materiales Avanzados y Nanotecnología, un Centro Nacional de Excelencia en Investigación, llevó a cabo simulaciones de dinámica molecular para explicar por qué surgen cristales de diferentes formas a partir de diferentes metales. (El Marsden Fund del gobierno apoyó la investigación).
“Lo que estamos aprendiendo es que la estructura del galio líquido es muy importante”, cube Gaston. “Eso es novedoso porque generalmente pensamos que los líquidos carecen de estructura o que solo tienen una estructura aleatoria”. Las interacciones entre las estructuras atomísticas de los diferentes metales y el galio líquido hacen que surjan cristales de formas diferentes, según demostraron los científicos.
Los cristales incluían cubos, varillas, placas hexagonales y formas de copos de nieve de zinc. La simetría de seis ramas del zinc, con cada átomo rodeado por seis vecinos a distancias equivalentes, explica el diseño del copo de nieve. “En contraste con los enfoques de arriba hacia abajo para formar nanoestructuras, cortando materials, este enfoque de abajo hacia arriba se basa en el autoensamblaje de los átomos”, cube Gaston.
“Así es como la naturaleza produce nanopartículas, y es menos derrochador y mucho más preciso que los métodos de arriba hacia abajo”. Ella cube que la investigación ha abierto un camino nuevo e inexplorado para las nanoestructuras metálicas. “¡También hay algo genial en crear un copo de nieve metálico!”
Informe de investigación:Disolventes de síntesis de metales líquidos para cristales metálicos
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