Imagine verter un vaso de agua helada y hacer que los cubitos de hielo permanezcan sin cambios horas después, incluso bajo el calor de un asador o en la esquina trasera del congelador.
Ese es fundamentalmente el sorprendente descubrimiento realizado recientemente por un grupo internacional de investigadores dirigido por un profesor de ingeniería eléctrica en la Universidad de Duke en un artículo publicado en línea en materia de la naturaleza el 25 de julio de 2016. Pero en lugar de una mezcla refrescante de H2O en un vaso de cerveza, los investigadores estaban trabajando con el elemento químico galio a escala nanoscópica.
El galio es un metal azulado suave y plateado a temperatura ambiente. Sin embargo, aumente el calor a 86 grados Fahrenheit y se derrita. Baje la temperatura a niveles bajo cero, y se vuelve duro y quebradizo. Pero cuando las nanopartículas de galio se sientan encima deuna superficie de zafiro, forman un núcleo sólido rodeado por una capa externa líquida. El descubrimiento marca la primera vez que este fenómeno de coexistencia de fase estable a nanoescala se ha observado directamente.
"Esta extraña combinación de un estado líquido y sólido existente juntos se ha predicho teóricamente y se ha observado indirectamente en otros materiales en bandas estrechas de temperaturas específicas", dijo April Brown, la profesora John Cocke de Ingeniería Eléctrica e Informática en Duke ". Peroeste hallazgo fue muy inesperado, especialmente debido a su estabilidad en un rango de temperatura tan grande ".
El rango de temperatura al que se refiere Brown cubre más de 1,000 grados Fahrenheit, desde -135 a 980 grados.
"En un nivel fundamental, este hallazgo revela la necesidad de reconsiderar todas nuestras presunciones sobre el equilibrio sólido-líquido", escribió Andrés Aguado, profesor de física teórica, atómica y óptica en la Universidad de Valladolid en España, en un News and Viewspieza que aparece en la misma edición de Nature Matter: "A un nivel más aplicado, los resultados son muy prometedores para futuras aplicaciones de nanotecnología".
El galio es un elemento importante en la electrónica y se usa en circuitos de microondas, circuitos de conmutación de alta velocidad y circuitos infrarrojos. El descubrimiento de esta novedosa fase de nanopartículas parcialmente sólida y parcialmente líquida podría ser útil en sensores ultravioleta, dispositivos de detección molecular yfotodetectores mejorados.
Brown espera que este trabajo sea solo la punta del iceberg, ya que planea crear una instalación en Duke para investigar qué otras nanopartículas podrían tener cualidades de fase inesperadas similares.
Lea más en los subtítulos de las fotos a continuación para descubrir cómo se crearon estas nanopartículas inusuales.
La investigación se realizó en conjunto con investigadores del Instituto de Nanotecnología-CNR-Italia, la Universidad de Australia Occidental, la Universidad de Melbourne y la Universidad Johannes Kepler de Linz.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Duke . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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