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Viernes, 19 agosto 2016
Ciencia de los Materiales

Un "hielo" permanente incluso a temperatura elevada

Imaginemos un vaso con cubitos de hielo y, horas después, seguir viéndolos sin cambios, incluso bajo el calor de una parrilla.

 

Ese es, expuesto de forma simplificada, el sorprendente descubrimiento realizado recientemente por un grupo internacional de investigadores. Pero en vez de con una mezcla refrescante de agua con la cerveza de un vaso, los investigadores estuvieron trabajando con el elemento químico galio a escala nanoscópica.

 

A temperatura ambiente, el galio es un metal blando azulado y plateado. Si subimos el calor hasta los 30 grados centígrados (86 grados Fahrenheit), se funde. Y si descendemos lo bastante la temperatura, por debajo de cero, se vuelve duro y quebradizo. Pero cuando se sitúan nanopartículas de galio sobre una superficie de zafiro, forman un núcleo sólido rodeado por una capa exterior líquida. El descubrimiento constituye la primera vez que se ha observado directamente este fenómeno de coexistencia de fases estables en la escala nanométrica.

 

Esta extraña combinación de estado líquido y estado sólido existiendo juntos ya había sido pronosticada de forma teórica y se la ha observado indirectamente en otros materiales en estrechos rangos de temperaturas, muy específicos. Pero el nuevo hallazgo, hecho por el equipo internacional de April Brown, profesora de ingeniería electrónica y de computación en la Universidad Duke en Durham, Carolina del Norte, Estados Unidos, ha sido muy inesperado, especialmente debido a su estabilidad a lo largo de un rango de temperaturas tan grande. Dicho rango abarca desde 93 grados centígrados bajo cero hasta 527 sobre cero (de -135 a 980 grados Fahrenheit).

 

[Img #38007]

 

En cuanto a física fundamental, este descubrimiento revela la necesidad de reconsiderar todas las suposiciones tenidas por ciertas sobre el equilibrio sólido-líquido. En la vertiente de las aplicaciones prácticas, los resultados son muy prometedores para el campo de la nanotecnología. El galio es un elemento importante en electrónica y se emplea en circuitos de microondas, circuitos de conmutación de alta velocidad y circuitos infrarrojos. El descubrimiento de esta novedosa fase, en parte sólida y en parte líquida, para las nanopartículas, podría ser útil en sensores de radiación ultravioleta, dispositivos de detección molecular y fotodetectores mejorados.

 

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