Químicos logran exprimir un gas noble a una dimensión

Un experimento comprimió átomos de criptón con tanta fuerza que formaron una hebra unidimensional.

Utilizando microscopía electrónica de transmisión (o TEM), un equipo logró comprimir el gas noble en un nanotubo con un diámetro 1/500.000 del diámetro de un cabello humano.

En un espacio tan reducido, los átomos no podían apretarse unos a otros y fusionarse, y se convirtieron en un gas unidimensional.

“Los nanotubos de carbono nos permiten atrapar átomos y posicionarlos y estudiarlos con precisión a nivel de un solo átomo en tiempo real“, dijo Andrei Khlobystov, químico de la Universidad de Nottingham y coautor del estudio, en un comunicado de la universidad.

“Debido a que el criptón tiene un número atómico alto, es más fácil de observar en un TEM que los elementos más ligeros.

Esto nos permitió rastrear las posiciones de los átomos de Kr como puntos en movimiento”.

Es realmente difícil seguir a los átomos. Son pequeños y en un gas revolotean aproximadamente a la velocidad del sonido.

Para obtener imágenes del criptón, los investigadores tuvieron que atrapar los átomos y transportarlos a un tubo de ensayo muy, muy pequeño.

Para ello, atraparon el criptón en buckybolas, abreviatura de buckminsterfullereno, una molécula con forma de balón de fútbol compuesta por 60 átomos de carbono.

Las buckybolas actuaron como una jaula para cada átomo de criptón.

Luego, los investigadores podrían liberar el criptón de las buckybolas calentándolo a 1200 Celsius o irradiándolo con un haz de electrones.

Ambos métodos hacen que las buckybolas se fusionen, dejando los átomos de criptón en una línea ordenada en un nanotubo de carbono.

Una vez en esa línea, la definición entre cada átomo desapareció: eran un gas uniforme y unidimensional.

“Hasta donde sabemos, esta es la primera vez que se han obtenido imágenes directamente de cadenas de átomos de gases nobles, lo que lleva a la creación de un gas unidimensional en un material sólido“, dijo Paul Brown, director de Nanoescala de la Universidad de Nottingham y el Centro de Investigación de Microescala, en el comunicado.

Si somos extremadamente técnicos, claro, el criptón en el tubo es tridimensional en el sentido de que el gas todavía tiene algo de volumen, incluso si su diámetro es extremadamente estrecho.

Existe de la misma manera que las hebras de electrones “unidimensionales” se extienden a lo largo de la Vía Láctea.

Aún así, es genial.

Estudiar cómo interactúan los átomos puede ayudar a los científicos a aprender cómo se comporta la materia en condiciones tan estrechas y así comprender mejor la naturaleza en sus extremos.

Fuente: ACS