Metales ópticamente activos para las tecnologías del mañana
El cloruro de magnesio compuesto desafía las reglas convencionales del comportamiento metálico
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Un equipo internacional de investigación dirigido por la Universidad de Bayreuth ha descubierto un metal que combina la conductividad eléctrica con la polaridad interna. Esto le permite presentar generación de segundo armónico, un efecto óptico que sólo suele observarse en los no metales y que reviste especial interés para los sensores y la ingeniería eléctrica. Los investigadores publican sus hallazgos en la revista Journal of the American Chemical Society.
El Mg₃Cl₇, sintetizado en una célula de yunque de diamante calentada por láser a alta presión y temperatura, se identificó como un metal polar que presenta generación de segundo armónico (SHG).
Yuqing Lin
Recientes hallazgos de un equipo internacional dirigido por la Universidad de Bayreuth demuestran que el compuesto cloruro de magnesio (Mg₃Cl₇) desafía las reglas convencionales del comportamiento metálico. Mientras que los metales típicos conducen la electricidad a través de un "mar" de electrones libres que rodean sus átomos, la conductividad del cloruro de magnesio se produce a través de los electrones que aportan los iones de cloruro, lo que lo convierte en un metal aniónico. Este mecanismo debilita el apantallamiento eléctrico habitual en los metales y permite al compuesto mantener una separación interna permanente de cargas, una propiedad conocida como polaridad. Sorprendentemente, este metal polar no sólo conduce la electricidad: cuando se expone a la luz, emite luz al doble de frecuencia. Esta rara combinación de conductividad eléctrica, polaridad y duplicación de la frecuencia óptica no sólo es inusual, sino también muy valiosa para aplicaciones en electrónica, sensores y sistemas energéticos.
"Es muy emocionante que hayamos descubierto un metal que no sólo conduce la electricidad, sino que también emite luz de forma inesperada", afirma Yuqing Yin, investigadora posdoctoral del Grupo de Física de Materiales y Tecnología en Condiciones Extremas de la Universidad de Bayreuth y autora principal del estudio. "Tal combinación es extremadamente inusual en la naturaleza y abre perspectivas totalmente nuevas para el diseño de materiales multifuncionales".
El descubrimiento se realizó a alta presión utilizando una célula de yunque de diamante, un instrumento capaz de generar presiones comparables a las que se encuentran en el interior de los planetas. Utilizando intensos haces de rayos X de sincrotrón, el equipo pudo determinar in situ la estructura cristalina del cloruro de magnesio, material que sólo existe en condiciones extremas. Aunque todavía no puede producirse en cantidades industriales, el descubrimiento abre la puerta a una nueva clase de materiales que combinan la conductividad metálica con valiosas propiedades ópticas.
"Estamos sólo al principio", señala el profesor Dr. Leonid Dubrovinsky, investigador del Geoinstituto Bávaro (BGI) de la Universidad de Bayreuth y coautor principal de la publicación. "Los principios que hemos descubierto ofrecen nuevas formas de concebir la química y el diseño de materiales. Nuestro trabajo demuestra que incluso elementos muy simples como el magnesio y el cloro pueden, en las condiciones adecuadas, formar estructuras completamente inesperadas con propiedades únicas."
El estudio pone de relieve cómo la investigación a alta presión sigue revelando comportamientos sorprendentes en elementos y compuestos aparentemente ordinarios. Al llevar los materiales más allá de los límites de la química cotidiana, los científicos están descubriendo nuevas reglas -y nuevas posibilidades- para diseñar los materiales funcionales del futuro.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Yuqing Yin, Leonid Dubrovinsky, Ferenc Tasnádi, Igor A. Abrikosov, Andrey Aslandukov, Alena Aslandukova, Fariia Iasmin Akbar, Wenju Zhou, Florian Knoop, Dominique Laniel, Anna Pakhomova, Timofey Fedotenko, Konstantin Glazyrin, Gaston Garbarino, Haixing Fang, Natalia Dubrovinskaia; "High-Pressure Mg3Cl7 Synthesized in a Diamond Anvil Cell as a Polar Metal with Second-Harmonic Generation"; Journal of the American Chemical Society, Volume 147, 2025-9-2
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