La estructura cristalina del escuarato de cobre, un portento con muchas aplicaciones

Unos científicos han determinado la estructura cristalina del escuarato de cobre, un material metal-orgánico.

Estos investigadores han descubierto que, al igual que ocurre en otros materiales de este tipo, la estructura cristalina del escuarato de cobre contiene grandes canales vacíos que le proporcionan una gran porosidad y, junto a su uniformidad estructural, hacen que puedan emplearse, por ejemplo, en la absorción de gases y compuestos químicos contaminantes.

“Al conocer la estructura del escuarato de cobre, hemos podido estudiar su compresibilidad y ver que el material presenta compresibilidad lineal negativa (NLC), una propiedad que tiene múltiples aplicaciones potenciales ya que los materiales de este tipo, por extraño que parezca, se comprimen cuando se los estira y se expanden cuando se presionan”, explica Vicente Timón, coautor del estudio e investigador del Instituto de Estructura de la Materia (IEM), dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), en España.

Los autores del estudio han llegado a estas conclusiones a través de métodos computacionales teóricos.

Entre los usos que pueden tener los materiales con compresibilidad lineal negativa, está el desarrollo de dispositivos ultrasensibles para la detección de la presión, de telecomunicación ópticas, músculos artificiales, armaduras corporales, y dispositivos para atenuación del sonido, modulación de superconductividad, mejora ferroeléctrica y estabilización de la transmisión de señales.

Imagen tridimensional de un canal en la estructura cristalina del escuarato de cobre. (Imagen: CSIC)

“Debido a la multitud de aplicaciones de estos materiales se ha dedicado gran cantidad de recursos en su investigación. Pero a pesar de que la búsqueda de nuevos materiales ha sido intensa y fructífera, la investigación aún se encuentra en un estado incipiente. Por eso, poder determinar la estructura cristalina del escuarato de cobre es un avance importante en este campo”, apunta Francisco Colmenero, primer autor del estudio y científico de la Universidad Complutense de Madrid (UCM) en España.

Los resultados del estudio sugieren una manera sencilla de encontrar nuevos materiales con compresibilidad lineal negativa que tengan una composición química simple y gran disponibilidad, mediante la búsqueda de canales vacíos entre los compuestos con estructuras cristalinas conocidas. Los resultados también apuntan a un método para obtener nuevos materiales con compresibilidad lineal negativa artificialmente mediante la generación de estructuras con canales estructurales vacíos. “Dado que la nanotecnología promete la construcción de materiales con casi cualquier geometría, la reproducción artificial de las características estructurales que conducen al efecto de compresibilidad lineal negativa debe permitir que se genere una amplia gama de metamateriales con propiedades mecánicas deseables”, añade el investigador del CSIC.

El estudio se titula “Compressing the Channels in the Crystal Structure of Copper Squarate Metal-Organic Framework”. Y se ha publicado en la revista académica Solids. (Fuente: María González / Alda Ólafsson / CSIC)