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La fórmula para convertir el cemento en metal

28 de mayo de 2013

Con un descubrimiento que los alquimistas medievales elogiarían, los científicos han desentrañado la fórmula para convertir el cemento líquido en metal líquido. Así, el cemento se convierte en un semiconductor, y se abren las puertas para su uso en el rentable mercado de la electrónica de consumo, donde puede encontrar un uso en películas delgadas, revestimientos protectores, y chips de ordenador.

Las altas temperaturas aplicadas al cemento líquido, mientras levita, pueden convertirlo en metal líquido. Este nuevo material, un tipo de vidrio metálico, tiene muchas aplicaciones en la industria electrónica. Crédito de la imagen: Argonne National Laboratory.

Este cambio demuestra una manera única de hacer materiales de vidrio metálico que tienen una mejor resistencia a la corrosión que el metal tradicional, una menor fragilidad que el vidrio tradicional, son conductores de la electricidad, presentan una pérdida de energía baja en campos magnéticos, y son fluidos, por lo que se pueden procesar y moldear fácilmente.

Hasta ahora solo se había logrado que los metales pasaran a una forma de vidrio metálico. El cemento lo logra mediante un proceso llamado “captura de electrones”. Se trata de un fenómeno que solo se había visto en soluciones de amoniaco. Ahora que se conoce cómo hacerlo con el cemento, existe la posibilidad de convertir otros materiales sólidos, normalmente aislantes, en semiconductores a temperatura ambiente.

El equipo de científicos estudió la mayenita, un componente de cemento de alúmina compuesto por óxidos de calcio y de aluminio. El material lo fundieron a temperaturas de 2.000 grados Celsius, usando un levitador aerodinámico con calentamiento por láser de dióxido de carbono. El material se procesó en diferentes atmósferas para controlar la forma en que el oxígeno se enlaza en el vidrio resultante. El levitador evita que el líquido caliente entre en contacto con las superficies del recipiente, y que se formen cristales. Esto permite que el líquido se enfríe en un estado vítreo que puede atrapar electrones en la forma necesaria para la conducción electrónica.

Los científicos descubrieron que la conductividad tuvo lugar cuando los electrones libres quedaron “atrapados” en las estructuras de jaula que se forman en el vidrio. Los electrones atrapados proporcionaron un mecanismo para la conductividad, similar al mecanismo que se produce en los metales.

Para descubrir los detalles de este proceso, los científicos combinaron varias técnicas experimentales, que analizaron por medio de un super computador.

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