Al igual que el hierro que fluye a través del torrente sanguíneo, los minerales de hierro atraviesan el suelo. Estos minerales se utilizan para fabricar acero y otras aleaciones metálicas que se utilizan en todo, desde componentes de teléfonos celulares y automóviles hasta edificios, equipos industriales e infraestructura.
Desafortunadamente, cuando se expone al oxígeno y la humedad, el hierro se oxida o se oxida. Y el óxido es implacable.
Saber más sobre las reacciones químicas que impulsan y mantienen la oxidación podría dar pistas sobre materiales basados en hierro mejorados por ingeniería. También podría conducir a avances en fertilizantes o acondicionadores del suelo que aumentan la absorción de hierro para la nutrición de las plantas.
Científicos del informe del Laboratorio Nacional del Pacífico Noroeste del Departamento de Energía en la revista PNAS un avance en la visualización de la reactividad de los minerales de óxido cuando se les priva de oxígeno, como los que se encuentran debajo de la superficie del suelo. Utilizando isótopos de hierro y tomografía por sonda atómica, o APT, rastrearon estas reacciones de oxidación-reducción para crear los primeros mapas atómicos en 3D"de la reorganización de diferentes átomos de hierro en un pequeño cristal de óxido de hierro.
Los mapas APT revelaron un ciclo de hierro sorprendentemente dinámico, que muestra el movimiento continuo de hierro dentro y fuera de las superficies minerales.
"Vimos que los átomos de hierro en el agua buscaban específicamente y llenaban pequeños baches, o defectos, en las superficies de los cristales", dijo Sandra Taylor, investigadora postdoctoral asociada en el Grupo de Geoquímica de PNNL que realizó las mediciones ".regiones recristalizadas a escala atómica nos mostraron que la reacción puede 'curar' efectivamente las áreas dañadas en la superficie del cristal, y el crecimiento es impulsado por la perfección ".
Kevin Rosso, miembro del Laboratorio PNNL e investigador principal del estudio, dice que los resultados confirman que las reacciones con minerales de óxido en suelos y productos de corrosión de acero son más dinámicas de lo que normalmente se piensa. Ilustran cómo el óxido persiste en las tuberías de metal bajo condiciones químicas cambiantes, lo que le permite corroerse y deteriorarse continuamente con el tiempo.
El descubrimiento culminó un esfuerzo de años para capturar mediciones de composición química e imágenes a escala atómica en 3D usando APT. Esta técnica sofisticada y desafiante requiere una gran habilidad para sondear con éxito las superficies de los óxidos de hierro en nanopartículas. La sonda atómica se encuentra enLaboratorio de Ciencias Moleculares Ambientales, una instalación de usuarios de la Oficina de Ciencia del DOE en PNNL.
"Este estudio sienta un nuevo precedente para caracterizar esta importante interfaz redox", dijo Rosso, y agregó que los resultados se pueden utilizar para comprender mejor una amplia gama de procesos. Estos incluyen comprender cómo crecen y se disuelven los cristales, y también las causas subyacentesde corrosión y cómo crea óxido en las superficies, un óxido que nunca duerme.
Video: http://www.youtube.com/watch?v=A0W5nOfFU7Y&feature=youtu.be
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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