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Encuentran el eslabón perdido en la transición de la materia.

el eslabón perdido

Créditos de las imagenes: Public.

Un gran descubrimiento en nano ciencia por una “accidente” durante un vuelo de Nueva York a Jerusalem.

La isomerización, es la transformación de una molécula en otra molécula con los mismos átomos. El resultado hace que los átomos solo queden en una disposición diferente, y es muy común en la naturaleza.

A menudo, se activa con la adición de energía. Un ejemplo es cuando la luz hace que una molécula en la retina cambie, lo que nos permite ver. O cómo cuando el aceite de oliva se calienta demasiado, y se isomeriza en la forma poco saludable conocida como grasa trans.

Los materiales como el grafito, también pueden cambiar las fases, por ejemplo, en diamantes. Pero para esto requieren mucha más energía y el cambio se produce más gradualmente. Esto es, con el cambio extendiéndose lentamente a través de la molécula.

Durante años, los científicos han buscado el puente entre los dos mundos. Entre grandes materiales que cambian más lentamente y pequeños materiales orgánicos. Estos pueden moverse de un lado a otro de manera coherente, entre dos estados.

Ese sigue siendo el eslabón perdido en la búsqueda de los nano científicos para mapear y comprender el cruce de la isomerización molecular. Para descubrir este puente, necesitaban encontrar en qué tamaño los nanocristales cambiarán su estructura interna en un solo paso rápido, como hacen las moléculas durante la isomerización. Banin y Robinson encontraron ese número mágico en un vuelo fortuito a Jerusalem.
 

El eslabón perdido en la transición de la materia

El profesor Uri Banin, es el fundador del Centro de Nano ciencia y Nano tecnología de la Universidad Hebrea de Jerusalem. Junto a sus colegas, los profesores Richard Robinson y Tobias Hanrath han hecho un descubrimiento revolucionario en nano ciencia.

En su artículo reciente, “Isomerización químicamente reversible de grupos inorgánicos” publicado en Science, los autores revelan que un “nanoclúster de tamaño mágico” es el eslabón perdido que salva la brecha entre cómo la materia se reorganiza en la isomerización molecular a pequeña escala y en general transiciones de fase de materia sólida a granel.

Hace tres años, Robinson estaba en un año sabático en el laboratorio de nano ciencia. Mientras se encontraba en Jerusalem, Robinson le pidió a un estudiante que le enviara por correo algunas nano partículas de un tamaño específico.

Cuando llegaron, los medí con el espectrómetro y le dije: “me enviaste partículas pequeñas en lugar de las grandes”.

El me dijo: “no, te envié las más grandes”, recuerda Robinson.

“Nos dimos cuenta de que debían haber cambiado mientras estaban en vuelo. Y eso desencadenó una cascada de preguntas y experimentos que nos llevaron a este nuevo hallazgo”.

Banin, Robinson y Hanrath dedujeron que las partículas se habían transformado durante su viaje de a Jerusalem. En el vuelo debe haber humedad en el contenedor de carga y las muestras cambiaron de fase”, explica Banin.

El equipo comenzó a estudiar la transición en pequeñas moléculas de racimo, específicamente “nano clusters de tamaño mágico”.

Estos grupos contienen solo 57 átomos. Eso los hace más grandes que las moléculas típicas. Pero aún más pequeños que los materiales a granel, como el grafito o los diamantes.

El equipo reveló que la transición en estos grupos, a medida que cambiaban de una estructura a otra, tuvo lugar en un solo paso. Como es el caso de la isomerización en moléculas pequeñas. De esta manera, el equipo encontró el eslabón perdido entre las transiciones de fase en masa y la isomerización molecular.

Aunque se necesita más investigación, las posibles aplicaciones futuras incluyen el uso de estas partículas como interruptores en la informática o como sensores. El descubrimiento también podría tener usos relacionados con la computación cuántica.

Hace cien años, Albert Einstein no podría haber predicho que su Teoría de la Relatividad sería la base para los sistemas GPS y Waze. Los nano clusters son sustancias químicas que se pueden usar para crear otros materiales más grandes. “Ser capaz de manipular su cambio preciso de un estado a otro podría tener muchas aplicaciones importantes en el futuro“, concluyó Banin.

 

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