Encuentra nueva estructura del oro en estados extremos

Hallan nueva estructura del oro al aplicarle presiones extremas

El oro (o Au como se encuentra en la tabla de los elementos químicos) es un metal muy denso, blando y de color amarillo. Está clasificado entre los metales pesados y nobles.

Este metal se halla en pepitas que varían de tamaño; también puede estar combinado con silvanita y hasta plata. Es buen conductor eléctrico y térmico. Si se pulveriza, adquiere un color negro; en suspensiones coloidales, varía entre rojo y púrpura.

El oro resulta muy llamativo, más allá del valor económico, porque no le afecta el aire, ni la humedad, ni la mayoría de los disolventes.

Este elemento se usa en joyería comúnmente; pero también en electrónica, monedas y hasta en piezas dentales.

Se sabe que la estructura del oro es cúbica centrada en la superficie (face centred cubic —fcc— en inglés), y se mantiene intacta aun cuando es sometida a presiones muy altas, como en experimentos sobre células de diamantes.

La fcc ordena los átomos en forma de cubos, con un átomo en cada vértice, otro en el centro de cada una de las caras del cubo. Esto sucede en elementos como el oro, plata, platino, aluminio y níquel.

Ahora, investigadores del Lawrence Livermore National Laboratory encontraron que la estructura del oro cambia al aplicarle una presión extrema de manera rápida, aunque sea por nanosegundos. Así, se vuelve similar a metales más duros.

En las pruebas comunes, la presión para el oro se aplica gradualmente. En esta ocasión, los científicos decidieron usar una presión de 223 gigapascales (GPa) —2.2 millones de veces la presión atmosférica terrestre a nivel del mar—.

Tras los ensayos, observaron que el oro se reacomodaba a una estructura cúbica centrada en el cuerpo (body centred cubic —bcc— en inglés).

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Imagen del lado izquierdo, estructura FFC; imagen del lado derecho, estructura BCC
Crédito: Science Alert

De acuerdo con los autores del estudio, publicado en la revista Physical Reviw Letters, es la primera vez que se observa algo así en el oro.

Como el nombre lo indica, la estructura bcc es cúbica con un átomo en cada una de las esquinas; pero, en lugar de un átomo en medio de cada cara, hay un solo átomo en el centro del cubo. Este tipo de estructura es común en metales como el litio, tungsteno, sodio, cromo y potasio.

Los especialistas decidieron probar qué otros cambios estructurales había con presiones de 262 GPa y 322 GPa. Con la primera, el oro comenzó a derretirse; con la segunda, el oro se volvió casi líquido, un estado que, indicaron los expertos, no habían observado con ese nivel de presión.

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Crédito: Lawrence Livermore National Laboratory

Estos hallazgos permiten sumar características del oro y sus transiciones; pero también tendría aplicaciones más amplias a nivel de fabricación. Por supuesto, anotaron los autores, hace falta investigar los mecanismo más precisos de dichos cambios.

Con información de Science Alert.

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