Un ‘queso emmental’ de oro y nanométrico diseñado a voluntad
Cuando se fabrica un material, las imperfecciones, al igual que los agujeros de un queso emmental, surgen de forma espontánea sin ningún tipo de control. Una investigación liderada por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha logrado dirigir el crecimiento de las cavidades porosas que aparecen en nanoestructuras de oro. El hallazgo ha sido publicado en Nanotechnology.
Imágenes de simulaciones por ordenador de películas de oro con distinta porosidad.
CSIC
Para ello, el equipo ha desarrollado una nueva técnica de síntesis de películas de oro nanoporoso mediante plasma. El investigador del Instituto de Ciencias de Materiales de Sevilla (centro mixto del CSIC y la Universidad de Sevilla) Alberto Palmero, que ha dirigido la investigación, explica: “Hasta ahora, la síntesis de este material no permitía un control tan preciso de la estructura”.
El plasma es un gas ionizado, repleto de iones y electrones, que pulveriza la superficie del bloque de oro. Mediante la alteración de las propiedades del plasma, el equipo de Palmero ha sido capaz de dirigir los átomos pulverizados del oro hacia otra superficie para propiciar la formación de estructuras áureas, sobre las que se ha podido controlar el tamaño, disposición y profundidad de sus nanoporos.
A diferencia del oro convencional, empleado en joyería, su versión nanoporosa se caracteriza por generar una gran actividad catalítica en reacciones de oxidación. Esto permite usarla para eliminar gases contaminantes y convertirlos en otros menos nocivos para el medioambiente. La actividad catalítica del oro tiene lugar en el interior de sus nanocavidades. La importancia de esta investigación, por tanto, radica en la posibilidad de controlar la nanoporosidad del material y optimizar el proceso de descontaminación.
Palmero relata el caso del monóxido de carbono (CO): “Cuando este gas tóxico, de gran poder contaminante, penetra en la nanoestructura y entra en contacto con su superficie se reduce la energía de activación necesaria para que se oxide y de lugar a dióxido de carbono (CO2)”. Para el investigador del CSIC, “la posibilidad de sintetizar oro con nanoporosidad controlada abre una nueva puerta a aplicaciones tecnológicas en campos tan diversos como la eliminación de gases contaminantes, el desarrollo de sensores, la industria petroquímica y las células de combustible, entre otros”. Además, Palmero destaca que “dicha técnica puede implementarse industrialmente de forma sencilla”.
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