El laureado cuasicristal

Dan Shechtman , el profesor Philip Tobias de ingeniería de materiales en el Instituto de Tecnología de Israel Technion de Haifa, recibió el Premio Nobel de Química 2011 la semana pasada por su descubrimiento de los cuasicristales, una forma de materia con una estructura atómica que antes se creía imposible.

En 1982, Shechtman descubrió una nueva estructura atómica al estudiar una mezcla de aluminio y manganeso enfriada rápidamente. A diferencia de un cristal regular, que tiene una estructura ordenada y repetitiva, este material contenía un patrón que nunca se repitió. Desde entonces se han descubierto muchos otros tipos de cuasicristales.

En 1992, la Unión Internacional de Cristalografía cambió la definición oficial del cristal para incorporar el descubrimiento de Shechtman.



NIÑOS : ¿Hay oportunidades para inventar nuevos tipos de materiales debido a los cuasicristales?

Shechtman: Siempre hay algo nuevo en los cuasicristales. Hay tanta gente trabajando en él en todo el mundo, por lo que cada mes hay nuevos desarrollos. Si usa un material para una aplicación, entonces necesita una propiedad especial que será mejor que otros materiales; de lo contrario, ¿por qué usar este material? Los materiales cuasiperiódicos tienen ciertas propiedades que son únicas, como propiedades eléctricas, propiedades ópticas, dureza y propiedades antiadherentes. La dirección de la luz a través de este material es diferente. Eléctricamente, se comportan de una forma muy peculiar en función de la temperatura. Algunas de estas propiedades se han utilizado.

¿Cuál fue el primer producto basado en cuasicristales?

La primera aplicación fue un revestimiento antiadherente en sartenes y utensilios de cocina. Si cocina en cuasicristales, su omelet no se pegará, como el teflón. Pero a diferencia del teflón, si usa un cuchillo en la sartén [cuasicristal], arruinará el cuchillo. Cuando tienes teflón y usas un cuchillo, arruinas el teflón. El teflón arruinado no es saludable. Tengo una sartén que está recubierta de plasma con cuasicristales y funciona bien. Fue fabricado por una empresa francesa, Sitram. Cerraron la línea de producción porque tenían algunos problemas en la reacción del recubrimiento con la sal. Si la gente cocina con mucha sal, se grabará la capa cuasicristalina. A la gente no le gustó, así que no continuaron.

La cita del Nobel dice que los cuasicristales son frágiles pero pueden reforzar el acero como una armadura. ¿Cuáles son las aplicaciones prácticas?

Sandvik, una empresa de Suecia, produce un acero inoxidable endurecido por precipitación que tiene propiedades interesantes. El acero está reforzado por pequeñas partículas cuasicristalinas y no se corroe. Es un acero extremadamente fuerte. Se utiliza para cualquier cosa que toque la piel, por ejemplo, hojas de afeitar o herramientas quirúrgicas. Cuando un material se deforma de tal manera que no retrocede, en la mayoría de los casos, la deformación se debe a un proceso llamado deslizamiento por dislocación. Hay defectos en el material que provocan dislocaciones. Si pueden moverse libremente, es fácil doblar el material. Pero si algo los detiene, entonces es más difícil y el material es más duro y resistente. Estas pequeñas partículas cuasicristalinas impiden el movimiento de dislocación en el material.

La cita también dice que los cuasicristales se están utilizando para desarrollar aislamiento térmico, LED, motores diesel y nuevos materiales que convierten el calor en electricidad. ¿Qué nuevas aplicaciones crees que son más prometedoras? ?

Debido a que algunos de estos materiales tienen un bajo coeficiente de fricción, tienen propiedades antiadherentes y también son duros, imagine lo que sucedería si produjera polvo cuasicristalino en pequeñas bolitas mediante un proceso de solidificación rápido, un proceso de atomización de gas, luego puede incrustar los polvos finos en plástico. Debido a que estas partículas son fuertes y pueden resistir la fricción y el desgaste, puede hacer engranajes con este plástico y los engranajes no se erosionarán debido a estas partículas incrustadas. Es como una protección contra la erosión. Esto puede servir en ventiladores y ventiladores que tengan engranajes de plástico. Además, la conductividad térmica de algunos de estos cuasicristales es muy pobre. Es casi un aislante. Por lo que puede cubrir con él y aislará contra la transferencia de calor.

La icosaedrita, un mineral cuasicristalino de origen natural, se ha identificado en una muestra del río Khatyrka en Chukhotka, Rusia. ¿Será útil?

Este es un descubrimiento importante, porque es el primero que se encuentra en la naturaleza, pero no hay aplicaciones prácticas. Hay muchos, muchos metales, pero si cree que todos los metales se pueden usar para algo útil, piénselo de nuevo. Mira los materiales de construcción. Tenemos acero, que se basa en hierro, tenemos aleaciones de aluminio, aleaciones de magnesio, aleaciones a base de titanio, aleaciones a base de níquel, aleaciones de cobre, y eso es todo, si no me he olvidado de ninguno. ¿Qué hacen todos los demás metales? ¿Cuáles son las aplicaciones del iterbio? ¿Cuáles son las aplicaciones de todos los demás metales? Entonces, tener una solicitud para un material no es trivial.

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