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Referencia: Max Planck Institute .
"Jumping crystals"
por Dr. Robert E. Dinnebier, 7 de enero 2015

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Los cristales no son tan inmóviles como uno podría pensar. Un cristal de un compuesto organometálico que contiene paladio, por ejemplo, salta en una placa caliente una vez que alcanza cierta temperatura. Un equipo internacional de científicos, entre ellos investigadores del Instituto Max Planck para la investigación del estado sólido, en Stuttgart, ha descubierto ahora la fuerza que hace saltar el material. 


Según sus conclusiones, la estructura del material cambia cuando la temperatura oscila entre 70 y 80 ºC. En primer lugar hay un aumento de la tensión mecánica, que luego se descarga tan rápidamente conforme el material salta en el aire. Este efecto termo-saliente, en potencia, podría aplicarse en músculos artificiales y activadores. Sin embargo, la tensión que surge durante la transformación estructural también puede pulverizar los cristales. Este fenómeno, que podría hacer que las reacciones químicas fuesen altamente eficientes, es explicado en detalle en un estudio separado por los investigadores de Stuttgart .

Durante la búsqueda de fuentes que puedan dar energia a los músculos artificiales, los científicos de materiales a menudo se inspiran en el mundo biológico. Eso es porque las plantas, en particular, contienen numerosos materiales inanimados que reaccionan a un estímulo externo, como los altos niveles de humedad lo hacen al movimiento: las piñas y las cápsulas de semillas de las plantas de hielo (también conocidas como flores caléndulas) se abren de manera que dispersan sus semillas, y los granos de trigo silvestre aplican el mismo principio hasta perforarse a sí mismo en el suelo.

Sin embargo, algunos cristales también podrían servir como motores para micro-máquinas y robots que no requieren ni fuente de energía ni suministro de combustible. El compuesto organometálico (fenilazofenil) hexafluoroacetilacetonato de paladio, o PHA, para abreviar, formas es tipo de cristales. Estos cristales saltan cuando se calientan a más de 70 ºC, por lo que podrían ayudar a la flexión de los músculos artificiales.

Un equipo integrado por investigadores de la Universidad de Nueva York, Abu Dhabi, el Instituto Max Planck y el Instituto Nacional para la Ciencia de Materiales en Tsukuba, Japón, han conseguido arrojar un luz sobre lo que desencadena el efecto termo-saliente del PHA. "Comprender de manera más profunda cómo funciona podría ayudarnos a desarrollar materiales más adecuados para aplicaciones prácticas en músculos artificiales o activadores", señala Robert E. Dinnebier, que dirige el Scientific Service Group “X‑Ray Diffraction” en el Instituto Max Planck para la Investigación del estado sólido y, junto con Panče Naumov de la Universidad de Nueva York.

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- Imagen: La energia de salto cristalino: En la molécula de PHA, cada molécula orgánica que contiene flúor (F) , oxígeno (O) y nitrógeno (N), se agrupan alrededor de un átomo central de paladio (Pd) (arriba). La molécula cristaliza en diferentes formas. Cuando cambia de la forma α a la forma γ de unos 342 a 355 Kelvin (K) --equivalente a 69 y 82 ºC--, el cristal se expande y crece muy rápida y sustancialmente, haciendo que salte hacia arriba desde la superficie subyacente. © Nature Communications 2014

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Editor del blog Pedro Donaire

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