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Desarrollan un material que desafía las leyes de la física

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Desarrollan un material que desafía las leyes de la física

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Desarrollan un material que desafía las leyes de la física


Bajo presión se expande en lugar de comprimirse, generando estructuras porosas con múltiples aplicaciones potenciales.

Los científicos del Argonne National Laboratory de Estados Unidos están desafiando las leyes de la física porque han conseguido que un material sometido a presión se expanda en lugar de comprimirse. Este avance podría tener aplicaciones en múltiples sectores, desde el farmacéutico al de la construcción. Por otra parte, en este mismo Laboratorio, se ha conseguido recientemente convertir el cemento en un metal líquido semiconductor.


Materiales


Por Yaiza Martínez.

Una técnica permite convertir un material denso en poroso sometiéndolo a presión.
Lo normal es que, cuando apretamos algo, se haga más pequeño. Pero no siempre es así, gracias a una técnica desarrollada por científicos del Argonne National Laboratory‎ de Chicago, Estados Unidos, un centro de investigación multidisciplinar especializado en el estudio de energías limpias, tecnología y seguridad.

Los investigadores de este Laboratorio parecen estar desafiando a las leyes de la física al haber encontrado una manera de ejercer presión para conseguir que un material se expanda en lugar de comprimirse, como cabría esperar.

“Es como apretar una piedra y que se forme una esponja gigante”, explica Karena Chapman, químico del Departamento de Energía de EEUU en un comunicado del Argonne National Laboratory.

“Se supone que los materiales se adensan y se compactan bajo presión. Pero estamos viendo justo lo contrario. El material que hemos sometido a presión (con la nueva técnica) tiene la mitad de densidad que en su estado original. Esto contradice las leyes de la física “, añade la investigadora.

Como este comportamiento parecía imposible, Chapman y sus colaboradores pasaron varios años haciendo pruebas hasta llegar a creer lo increíble. En cada uno de sus experimentos, obtuvieron los mismos resultados asombrosos.


Posibles aplicaciones

El descubrimiento realizado no sólo podría hacer que se reescribiesen los libros de texto de ciencias, sino que además podría duplicar la variedad de materiales con estructuras porosas disponibles para fabricación, funciones sanitarias o de sostenibilidad ambiental.

Estos nuevos materiales, con orificios parecidos a los de las esponjas, podrían usarse para atrapar, almacenar y filtrar otros materiales. La forma de sus agujeros permite que éstos sean selectivos con moléculas específicas y, en consecuencia, puedan funcionar como filtros de agua, como sensores químicos o como medio de almacenamiento de compresión, por ejemplo, para el secuestro del dióxido de carbono de células de combustible de hidrógeno.

Además, adaptando las velocidades de liberación de los materiales “atrapados” en los agujeros, se podría “dirigir” el suministro de fármacos o determinar el inicio de reacciones químicas que produzcan de todo, desde plásticos hasta alimentos. Los detalles de este avance han sido publicados en el Journal of the American Chemical Society.



Cómo se hizo la transformación

Los científicos pusieron cianuro de Zinc – Zn(CN)2 – en una celda de yunque de diamante, que es un dispositivo utilizado en experimentos científicos que permite comprimir una pequeña pieza (de tamaño sub-milimétrico) de material hasta presiones extremas. Luego introdujeron todo en el Advanced Photon Source (APS), una fuente de radiación sincrotrón de rayos X ubicada en el Argonne National Laboratory.

En este entorno, el cianuro de Zinc fue sometido a altas presiones – de entre 0,9 y 1,8 gigapascales, el equivalente a entre 9.000 y 18.000 veces la presión atmosférica a nivel del mar-. Este nivel de presión está dentro del marco de presión reproducible por la industria en sistemas de almacenamiento a granel.

Aplicando distintos fluidos en torno al material a medida que éste era sometido a la presión, los científicos consiguieron crear cinco nuevas fases de material. Dos de éstas mantuvieron su capacidad porosa bajo una presión normal.

El tipo de fluido utilizado en el proceso determinó la forma de los poros generados. Esta es la primera vez que se consigue, con presión hidrostática, hacer que un material denso se transforme en un material poroso. “Este descubrimiento probablemente doble la cantidad de materiales porosos disponibles, lo que ampliará en gran medida su uso en farmacia, en el secuestro o separación de materiales o en catálisis”, afirma Chapman.


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También han transformado el cemento en metal

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Estado de los electrones en el cristal de metal líquido formado a partir de cemento.

El pasado mes de mayo, el Argonne National Laboratory publicaba otro avance en formación de materiales muy llamativo: el descubrimiento de una fórmula que permite convertir el cemento líquido en metal líquido.

Aplicando un proceso conocido como captura electrónica, los científicos lograron transformar el cemento en un semiconductor, lo que permitiría usarlo en el sector de la electrónica para crear películas finas, revestimientos de protección o chips computacionales.

Este “nuevo” cemento tiene además propiedades muy positivas, como una mejor resistencia a la corrosión que un metal tradicional, menor fragilidad que los cristales, menor pérdida energética, y una fluidez mayor, que favorece su procesamiento y su moldeamiento.


Para su obtención, los investigadores sometieron la mayenita‎ (un componente de los cementos de alúmina) a diferentes atmósferas y a temperaturas de 2.000 ºC usando un haz de láser. Todo se hizo con un levitador aerodinámico que evitó que el líquido resultante tocara cualquier superficie del contenedor (este tipo de levitación permite establecer variaciones en la presión ejercida por gases para mantener los objetos en una posición estable).

Una vez enfriado, el líquido formó unos cristales que pueden capturar los electrones de la manera que precisa la conducción electrónica. Los electrones atrapados proporcionaron un mecanismo de conductividad similar al que permiten los metales.

Los científicos señalaron en este caso que comprender cómo el cemento puede convertirse en metal líquido abre la posibilidad de convertir otros sólidos de aislamiento en semiconductores que funcionen a temperatura ambiente.

Fuente: Argonne National Laboratory.

Los resultados de este otro estudio aparecieron en la revista Proceeding of the National Academy of Sciences.


Fuente.


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Comentarios Destacados

@SharetNavas +7
interesante descubrimiento...algo para nada esperado en cualquier material sometido a esas condiciones...ah, y todavía no me imagino el cemento con el que se hace una casa como un metal, y menos un metal líquido...estoy así:

propiedades
@SharetNavas +1
@jorgewindk te voté negativo sin querer, disculpa...y bueno, en realidad ya existe (y es natural), es un hongo que convierte a las hormigas en zombies...ya te busco la info...
@Otro_Anonimo
@SharetNavas Alucinogenos? preguntale a Marley y a la Flor Peña

9 comentarios - Desarrollan un material que desafía las leyes de la física

@SharetNavas +7
interesante descubrimiento...algo para nada esperado en cualquier material sometido a esas condiciones...ah, y todavía no me imagino el cemento con el que se hace una casa como un metal, y menos un metal líquido...estoy así:

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@SharetNavas +1
@jorgewindk te voté negativo sin querer, disculpa...y bueno, en realidad ya existe (y es natural), es un hongo que convierte a las hormigas en zombies...ya te busco la info...
@Otro_Anonimo
@SharetNavas Alucinogenos? preguntale a Marley y a la Flor Peña
@QuiqueMansilla
Buen post! Me quede sin puntos. A favoritos
@Otro_Anonimo
No importan los puntines, solo valen para que mas gente se interese por los posts.

Gracias por comentar!!
@AlkTheShadow +3
es un gran descubrimiento, pero creo que solo refuerza una cosa ( filosoficamente hablando): como humanos, creemos que podemos establecer las leyes de todo, "prohibirle" a la materia comportarse como lo hace, y es tiempo de que nos demos cuenta de que el universo real es mas que una aproximacion matematica.
@Otro_Anonimo +1
En cuanto a lo que es el universo solo podemos irnos acercando mediante las teorias fisico-matematicas; si supieramos que es y como funciona todo, seriamos casi dioses, entonces usamos esas herramientas para tratar de comprender el funcionamiento fisico de las cosas por aproximaciones; si no lo hubieramos hecho estariamos en la edad de piedra.
Gracias por comentar!!
@cactail
Buena noticia!

Tanta ciencia que no esta al servicio de la gente... Pero bueno, algún día
@Otro_Anonimo
Algun día puede ser que llegue a usarse; pensá en el desarrollo de la electronica; y de que esta charla por computador no existia hace unos pocos años; las comunicaciones con celulares, el compartir fotos, peliculas, libros, programas, en fin conocimiento; hace unos años no era posible. Vos diras se usa el 99% para boludiar; bueno pero el 1% sigue desarrollando cosas, para bien y para mal; como ha sido siempre.

Gracias por comentar!!
@m0LINA10
Desafiando su propia existencia
@Otro_Anonimo
Gracias por comentar!!
@nl_nl_n
No sé por qué siempre termino en tus post... mejor te sigo jaja, no vaya a ser cosa que me pierda de algo.
@Otro_Anonimo +1
Te has perdido muchos post mios muchacho jajaja casi 550 digamos; alguno te va a entretener un rato y por ahí hasta te gustaalguno . Saludos
@nl_nl_n
hubiera entrado por el título, suelen llamar la atención
@aljdo_mz
buen post gracias por compartir
@Otro_Anonimo
Muchas Gracias!!
@leoluque
solo es un material que tiene un punto de inversion bajo, a diferencia de los demas materiales. ja!