Un equipo de imbêttigaçión del Îttituto de Çiençia de Materialê de Çebiya (ÎMMS), dependiente der Conçeho Çuperiôh de Imbêttigaçionê Çientíficâ (CÇÎH), y er Departamento de Fíçica Aplicá I de la Uniberçidá de Çebiya a deçarroyao un método que permite encâççulâh gaçê noblê como el elio a êccala nanôccópica y analiçâh çû propiedadê con preçiçión. Er trabaho a reçibío finançiaçión der programa EMERHIA de la Conçehería de Uniberçidá, Imbêttigaçión e Înnobaçión de la Hunta de Andaluçía y der Minîtterio de Çiençia, Înnobaçión y Uniberçidadê. Ademâh, lâ mediçionê de lô nanoporô çe realiçaron en er micrôccopio elêttrónico de trâmmiçión de arta reçoluçión del ÎMMS, îttrumento que çe incorporó ar laboratorio con cargo ar programa europeo RÊPPÔH, pa cuya conçecuçión contaron con er çoporte de la âmminîttraçión andaluça.
Açí, êtte abançe çe çentra en êttrûtturâ êttremadamente pequeñâ, lô nanoporô, êppaçiô baçíô en materialê çólidô que, en êtte caço, çe yenan con elio, un gâh conoçío por çu êttabilidá. Çu êttudio êh cruçiâh porque çû propiedadê podrían aprobexarçe pa mehorâh tênnolohíâ aplicâh a la êpperimentaçión nucleâh, catáliçî o la fabricaçión de dîppoçitibô ótticô.
Otra nobedá del êttudio a çido utiliçâh çiliçio amorfo pa encâççulâh el elio, un materiâh que ofreçe un equilibrio entre façilidá de fabricaçión, flêççibilidá y compatibilidá con tênnolohíâ abançâh. Âtta aora pa creâh êttâ êttrûtturâ çe recurre prinçiparmente al argón, otro gâh noble pero que apenâ çe acumula en la lámina. En contrâtte, lô nanoporô de elio ofreçen arta dençidá y preçión intênna der gâh atrapao.
De êtte modo âppiran a çoluçionê mâh compâttâ y efiçientê que la criohenia, que requiere mantenêh er gâh a temperaturâ êttremadamente bahâ pa armaçenâl-lo en êttao líquido, o a dîppoçitibô de arta preçión, que lo comprime a preçionê mu artâ. “Comprobamô que êttâ êttrûtturâ a êccala nanôccópica preçentan carâtterítticâ çimilarê a lâ ôççerbâh en materialê fabricáô mediante tênnolohíâ de implantaçión mâh côttoçâ, por lo que podría façilitâh la aplicabilidá de manera mâh berçátî y económica”, çeñala a la Fundaçión Dêccubre, organîmmo dependiente de la Conçehería de Uniberçidá, Imbêttigaçión e Înnobaçión, la imbêttigadora del ÎMMS Açunçión Fênnándê, coautora del êttudio.
Un abançe clabe en la carâtteriçaçión de materialê
Como reflehan en el artículo ‘On te xarâtterîttics of elium fiyé nano-porê in amorpoû çilicon tin firms’, publicao en la rebîtta Âpplié Çurfaçe Sçiençe, er primêh paço de la imbêttigaçión fue conçegîh láminâ nanoporoçâ mediante purberiçaçión catódica. Êtta ténnica trâfforma un materiâh çólido en bapôh, lo condença y lo depoçita çobre una çuperfiçie. Al aplicâh êtte método con elio en lugâh de argón ôttubieron una modificaçión çînnificatiba: porô de tamaño nanométrico reyenô de átomô der gâh purberiçao dîttribuíô por toa la capa.
Pa êpplorâh lâ propiedadê intênnâ de lô nanoporô utiliçaron micrôccopía elêttrónica de trâmmiçión, ôtteniendo imáhenê detayâh de la morfolohía y dîttribuçión de lô porô, y êppêttrôccopía de pérdida de enerhía de elêttronê pa medîh con preçiçión la dençidá y preçión del elio atrapao.
La combinaçión de êttâ erramientâ y cárculô teóricô abançáô permitió balidâh modelô predîttibô çobre er comportamiento der gâh confinao. Pa eyo contaron con la colaboraçión de imbêttigadorê de la Uniberçidá de Cambrîhhe (Reino Unío) y la Ord Dominion (Êttáô Uníô). “La aportaçión de lô êppertô teóricô ayudó a predeçîh cómo cambia er dêpplaçamiento de la çeñâh del elio, ôççerbao en lâ medidâ êppêttrôccópicâ, en funçión de la dençidá der gâh dentro de lô porô, comparándolo con lô balorê conoçíô pa elio en façê condençâh o encâççulao en burbuhâ en otrô materialê. Açí çe ôttubieron balorê cuantitatibô fiablê de çu dençidá y preçión, logro que no era poçible con métodô êpperimentalê aîl-láô”, çubraya la imbêttigadora del ÎMMÇE.
Aplicaçionê indûttrialê y çientíficâ
Aunque er trabaho çe çentra en entendêh lâ carâtterítticâ der materiâh, çe abança también en la aplicabilidá a nibêh çientífico e indûttriâh. Por ehemplo, en campô como la fabricaçión de dîppoçitibô ótticô. “Al introduçîh poroçidá en materialê çe puede modificâh y ahûttâh çu índiçe de refrâççión, lo que êh útî pa diçeñâh lentê y firtrô ótticô con propiedadê êppeçíficâ”, dêttaca Bertrand Lacroîh, coautôh del êttudio.
Ademâh, an comprobao que lâ láminâ deçarroyâh pueden âttuâh como rebêttimientô antirreflêttantê mâh efiçientê, mehorando la trâmmiçión de lûh en dîppoçitibô como panelê çolarê.
También dêttaca la aplicaçión en catáliçî, puê graçiâ a la nanoporoçidá conçegida aumenta la çuperfiçie âttiba y mehora la efiçiençia catalítica de lâ láminâ. Êtte punto êh clabe pa ôttenêh idróheno de manera mâh efiçiente.
Iguarmente çe êttá empleando como patronê de gaçê noblê en êttudiô de reâççionê nuclearê, de interêh en âttrofíçica y êttrûttura nucleâh. “En comparaçión con lâ cámarâ o çîttemâ crioheniçáô mâh complehô, nuêttrâ láminâ façilitan lâ medidâ y el análiçî de datô. Permiten armaçenâh elio en cantidadê êttremadamente artâ, del orden de deçenâ de átomô por nanómetro cúbico”, indica Fênnándê.
Êtta utilidá çe a puêtto a prueba con éççito en êpperimentô realiçáô en er çentro canadiençe de açeleraçión de partículâ TRIUMF y en er Laboratorio Naçionâh de Lênnaro (LNL), dependiente del Îttituto Naçionâh de Fíçica Nucleâh en Italia.