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10 Junio 2019 / Minería

Científicos producen espumas de oro, plata y cobre

Objetivo era proporcionar a los físicos mejores fuentes de rayos X para emplear en experimentos en la Instalación Nacional de Ignición.

 

Las espumas de oro, plata y cobre de densidad ultra baja son tan pequeñas que pueden viajar en la espalda de un mosquito. Aquí se muestra un mosquito parado sobre fibras de algodón que lleva una muestra del aerogel dorado.

 

Los científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore de EE. UU. crearon espumas de oro, plata y cobre de densidad ultrabaja para proporcionar a los físicos mejores fuentes de rayos X para emplear en experimentos en la Instalación Nacional de Ignición.

 

Esta instalación es un gran dispositivo de investigación de fusión por confinamiento inercial basado en láser que utiliza láseres para calentar y comprimir una pequeña cantidad de combustible de hidrógeno con el objetivo de inducir reacciones de fusión nuclear.

 

"Estamos analizando principalmente las cuestiones científicas fundamentales que rigen cómo sintetizar, ensamblar y dar forma a los aerogeles basados en nanocables de metal", dijo el investigador principal del proyecto, Michael Bagge-Hansen, en un comunicado de prensa.

 

Bagge-Hansen explicó que aunque el material se llama espuma, no se fabrica mediante espuma. Más bien, es una red parecida a un espagueti de alambres de tamaño nanométrico conectados al azar, formados en forma de malvavisco en miniatura y que contienen el mismo o menos número de átomos que el aire.

 

Para llevar a cabo este experimento, el grupo de investigación buscó diferentes metales de densidad ultrabaja que podrían usarse como objetivos para las fuentes de rayos X dirigidas por láser para experimentos que indagan sobre las propiedades de varios materiales colocados en las condiciones extremas posibles cuando el Centro Nacional de Ignición cuenta con 192 Los láseres de alta potencia se dirigen dentro de la cámara objetivo.

 

Según Tyler Fears, uno de los científicos involucrados en el proyecto, cada elemento emite un conjunto característico de rayos X cuando los láseres los calientan para formar un plasma. "Las espumas metálicas pueden imitar el gas, aunque están hechas de materiales que no son gas a temperatura ambiente", dijo.

 

Para crear las espumas, el equipo congela el nanocable dentro de un molde creador de formas que normalmente se rellena con una mezcla de agua y glicerol. Cuando se endurece, el nanocable parece una malla de espaguetis congelados.

 

Luego, el material se retira del molde y el agua congelada se extrae reemplazándola con el disolvente acetona, que luego se disuelve en un proceso de secado supercrítico utilizando dióxido de carbono líquido, dejando solo el metal y el aire. "El secado supercrítico garantiza que el líquido se transforme en una fase gaseosa sin crear un menisco que pueda dañar la frágil estructura de espuma de metal de densidad ultra baja", dijo Fears.

 

Usando este proceso, los expertos han producido espuma de cobre y plata, y la plata ha tenido un buen desempeño en la Instalación Nacional de Ignición.

 

Cuando se trata de espumas de oro, los miedos dicen que todavía tienden a caerse de las monturas que los sostienen frente a los láseres. "Ese es el desafío que estamos tratando de superar ahora", dijo.

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