Innovación

Nanopartículas sólidas que se deforman como líquido

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Escrito por Marcos Merino

Un equipo de investigadores ha descubierto nanopartículas que aparentan ser gotas de líquido… mientras su interior conserva una configuración cristalina.

Un equipo internacional de investigación dirigido por Ju Li, del MIT, e integrado por científicos de esta universidad, así como de Pittsburgh, y otros procedentes de China y Japón, ha descubierto un fenómeno sorprendente en nanopartículas de metal: aparentan, exteriormente, ser gotas de líquido de superficie inestable… mientras que en su interior conservan una configuración cristalina perfectamente estable. Los resultados, publicados en la revista Nature Materials, provienen de una combinación de análisis de laboratorio y modelos informáticos, y podrían tener implicaciones importantes para el diseño de componentes en nanotecnología, como los contactos de metal para circuitos electrónicos moleculares.

Los experimentos se llevaron a cabo a temperatura ambiente, con partículas de plata pura de menos de 10 nanómetros de diámetro (menos de una milésima del grosor de un cabello humano). La plata tiene un punto de fusión relativamente alto (962º), por lo que la observación de comportamientos aparentemente propios del estado líquido fue algo “completamente inesperado”, según Ju Li, que también señala que “estos resultados deberían poder aplicarse a muchos otros metales”.

El uso de nanopartículas tiene múltiples aplicaciones, desde la electrónica a los productos farmacéuticos. Pero la mayoría de ellas se fundamenta en la necesidad de “crear formas estables, en muchos casos durante un período de años”, por lo que el descubrimiento de estas deformaciones revelaría un grave obstáculo, pues podrían causar -por ejemplo- que las conexiones eléctricas empezaran a fallar rápidamente.

Imágenes detalladas de los investigadores, conseguidas gracias al uso de un microscopio electrónico de transmisión y al modelado de átomos, revelaron que mientras que el exterior de las nanopartículas parecían comportarse como un líquido, en cada momento sólo las capas más exteriores (uno o dos átomos de grosor) se mueven por la superficie… pero en el interior de cada partícula los átomos se mantienen perfectamente alineados, “como ladrillos en una pared (…) únicamente las dos primeras capas de la partícula no son cristalinas”, aclara Li. Y es que si las “gotas” se estuvieran derritiendo y pasando a un estado líquido, se apreciaría una desaparición total de la ordenada estructura cristalina.

Técnicamente, la deformación de las partículas es pseudolástica, lo que significa que el material vuelve a su forma original después de que desaparezcan las tensiones, al igual que una pelota de goma exprimida. Sabiendo eso, bastaría cubrir las nanopartículas con una capa infinitamente delgada de óxido para que el comportamiento aparentemente líquido desapareciera, haciendo posible así la estabilidad de los circuitos. Ahora, este hallazgo podría ayudar a explicar una serie de resultados anómalos observados en otras investigaciones sobre nanopartículas.

Sobre el autor de este artículo

Marcos Merino

Marcos Merino es redactor freelance y consultor de marketing 2.0. Autodidacta, con experiencia en medios (prensa escrita y radio), y responsable de comunicación online en organizaciones sin ánimo de lucro.