Tendencias21
Describen detalles nanométricos de la estructura de los vidrios metálicos

Describen detalles nanométricos de la estructura de los vidrios metálicos

Un equipo de ingenieros y científicos de la Universidad de Wisconsin-Madison y de la Universidad Estatal de Iowa, ambas en Estados Unidos, ha descubierto nuevos detalles de la estructura nanométrica de los vidrios metálicos, sólidos materiales con amplias aplicaciones en la industria. Las conclusiones llenan un vacío existente hasta hoy en la comprensión del diseño a escala atómica de los vidrios metálicos, abriendo un camino fértil para optimizar condiciones como la ductilidad, la adaptabilidad y la resistencia de estos materiales. Por Pablo Javier Piacente.

Describen detalles nanométricos de la estructura de los vidrios metálicos

Las características a escala atómica de los vidrios metálicos concentran hasta el momento múltiples interrogantes. Sin embargo, nuevos datos sobre la estructura nanométrica de estos materiales podrían ayudar a resolver muchas de las preguntas que se hacen los especialistas, gracias a una investigación desarrollada por un grupo de ingenieros de la Universidad de Wisconsin-Madison y de la Universidad Estatal de Iowa, en Estados Unidos. Los resultados de este estudio permitirían mejorar diferentes condiciones de los vidrios metálicos, como por ejemplo su adaptabilidad y ductilidad.

Los expertos se basaron en potentes herramientas de cálculo y en la observación a través de un microscopio electrónico de barrido para realizar sus hallazgos. Los detalles de la investigación se difundieron mediante una nota de prensa de la Universidad de Wisconsin-Madison y en un artículo publicado este 11 de mayo en el medio especializado Physical Review Letters.

Se sabe que la naturaleza fundamental de estas estructuras se sustenta en que la organización de los átomos es desordenada. Según Paul Voyles, profesor de ciencias de los materiales e ingeniería en la Universidad de Wisconsin-Madison y líder de la investigación, “los átomos están ordenados como canicas de diferentes tamaños en un frasco, a diferencia del ordenamiento que presentan los huevos en los cartones usados para su almacenamiento, siempre prácticamente idénticos y ordenados de forma regular”.

Hasta hoy, la mayoría de los investigadores sostenían que los átomos en los vidrios metálicos se disponen únicamente como pentágonos. Sin embargo, el equipo de Voyles ha encontrado átomos agrupados en forma de cuadrados y hexágonos, además de los ya conocidos pentágonos.

Misterios a escala nanométrica

Pero las nuevas configuraciones se hallan solamente en un pequeño espacio de tan sólo unos pocos nanómetros. De esta forma, fue necesario investigar a escala nanométrica para distinguir un grupo de alrededor de 50 átomos, que se encuentran dispuestos de una manera original con respecto a otros sectores de la estructura.

La medición de la estructura atómica de los vidrios metálicos a esta escala ha sido extremadamente difícil. Los investigadores saben que la longitud que abarca de uno a tres nanómetros es muy difícil de medir experimentalmente, pero es allí esencialmente donde están las novedades y las características sin explorar en experimentos y simulaciones.

Empleando un microscopio electrónico de barrido de última tecnología de la Universidad de Wisconsin-Madison como la ventana a esta estructura a escala nanométrica atómica, los ingenieros e investigadores hallaron datos de suma importancia sobre los vidrios metálicos.

El microscopio puede enfocarse en un espacio de dos nanómetros de diámetro, un tamaño ideal para el examen de los átomos que se estaba requiriendo. La combinación de estos datos experimentales con el empleo de complejos métodos de cálculo permitió arribar a esta nueva visión sobre los vidrios metálicos.

Nuevas aplicaciones en un futuro cercano

Los resultados obtenidos permiten esbozar algunos principios generales acerca de la simetría y la agrupación a nanoescala que presentan los vidrios metálicos. Esta información podría ser vital para entender la habilidad de estos materiales para cambiar de forma, como así también para determinar los diferentes elementos que participan en los distintos tipos de estructuras.

Gracias a estos datos, sería posible por ejemplo controlar a los vidrios metálicos para ajustar su composición o la velocidad a la que se enfrían o se calientan, cambiando de esta forma su estructura de acuerdo a las necesidades en cada caso. Estas y otras aplicaciones lograrían ampliar el campo de acción de estos resistentes materiales.

Mientras que los fabricantes aplican ahora los vidrios metálicos principalmente en núcleos de transformadores eléctricos, sus capacidades pueden permitir a futuro el desarrollo de nuevas piezas pequeñas y complejas. A diferencia de las aleaciones metálicas, los vidrios metálicos se puede moldear como el plástico, lo que multiplica en gran medida su ductilidad y adaptabilidad en distintos campos.

Según los investigadores, de aquí a cinco o diez años surgirían nuevas aplicaciones comerciales para los vidrios metálicos, por lo tanto la comprensión de su estructura resulta un punto trascendente. Los usos se concretarían a escala micro o nano, como por ejemplo en nanocables o diminutos motores.

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Oleada cósmica: cinco asteroides rozan la Tierra en solo cuatro días 3 junio, 2025
    Cinco rocas espaciales pasarán a millones de kilómetros de nuestro planeta en apenas cuatro días, con el 4 de junio como jornada clave. No representan peligro, pero ofrecen una oportunidad única para la ciencia.
    Redacción T21
  • Estados Unidos crea una "máquina del tiempo científica", capaz de condensar en días décadas de investigación 3 junio, 2025
    El próximo superordenador Doudna, que Estados Unidos tendrá operativo en 2026, está diseñado para ser el catalizador de una nueva era de descubrimientos, transformando la forma en que abordamos desde los misterios del cosmos hasta las complejidades de la vida misma.
    EDUARDO MARTÍNEZ DE LA FE/T21
  • Se revela una estructura oculta al borde del Sol 3 junio, 2025
    La atmósfera exterior del Sol, conocida como corona solar, ha revelado recientemente detalles asombrosos gracias a avances en óptica adaptativa y técnicas de observación de alto contraste. Un equipo internacional de científicos ha logrado capturar las imágenes más nítidas hasta la fecha de la corona solar, mostrando fenómenos como las “gotas de lluvia” solares y […]
    Redacción T21
  • Dormir mal puede estar relacionado con problemas en la audición 2 junio, 2025
    Una investigación realizada en China y otros estudios recientes sugieren que las patologías del sueño, como el insomnio, el trastorno del movimiento periódico de las extremidades y la apnea del sueño podrían estar relacionados con la pérdida auditiva.
    Pablo Javier Piacente / T21
  • Un tatuaje electrónico puede leer los niveles de estrés 2 junio, 2025
    Un nuevo tatuaje electrónico portátil y ultradelgado que se coloca en la frente de forma no invasiva monitorea de manera inalámbrica la actividad cerebral, rastrea la carga cognitiva en tiempo real y potencialmente predice la fatiga mental y el estrés antes que se haga evidente.
    Pablo Javier Piacente / T21
  • ¿El próximo Einstein será un algoritmo? Nace la primera científica artificial que genera conocimiento 2 junio, 2025
    Una inteligencia artificial ha concebido, ejecutado y escrito una investigación original que ha sido aceptada en ACL 2025, uno de los foros científicos más prestigiosos del mundo. Zochi es la primera científica artificial reconocida por la élite.
    EDUARDO MARTÍNEZ DE LA FE/T21
  • Crean un "hormigón viviente" que se repara a sí mismo 2 junio, 2025
    Un equipo de investigadores ha desarrollado un tipo de concreto que puede curarse a sí mismo aprovechando el poder del liquen sintético. Mejora notablemente intentos anteriores de producir hormigón "vivo" hecho con bacterias, ya que el nuevo material logra ser completamente autosuficiente.
    Redacción T21
  • El eco cuántico del cerebro: ¿estamos entrelazados con nuestros pensamientos? 2 junio, 2025
    El entrelazamiento cuántico, la "acción fantasmal a distancia" que tanto intrigó a Einstein, podría no ser solo una rareza del microcosmos, sino que tendría un eco medible en los procesos cognitivos inconscientes mediante un aparente fenómeno “supercuántico”.
    EDUARDO MARTÍNEZ DE LA FE/T21
  • Un enorme desierto en Asia se está transformando en un vergel gracias al cambio climático 1 junio, 2025
    Los hallazgos de un nuevo estudio muestran que la ecologización del desierto de Thar ha sido impulsada principalmente por más lluvias durante las temporadas de monzones de verano, un aumento del 64% en las precipitaciones en general por el cambio climático y, en segundo lugar, por la infraestructura de riego que lleva el agua subterránea […]
    Pablo Javier Piacente / T21
  • La NASA está observando una enorme y creciente anomalía en el campo magnético de la Tierra 31 mayo, 2025
    La NASA está haciendo un seguimiento detallado de la "abolladura" o "bache" en el campo magnético terrestre descubierta en 1961, que crece rápidamente y podría ser el preludio de una inversión geomagnética: ocurre cuando los polos magnéticos norte y sur intercambian posiciones.
    EDUARDO MARTÍNEZ DE LA FE/T21