Publicado 15/01/2024 11:13

Grupos de átomos de gases nobles captados a temperatura ambiente

Nanocluster de xenón entre dos capas de grafeno, con tamaños entre dos y diez átomos.
Nanocluster de xenón entre dos capas de grafeno, con tamaños entre dos y diez átomos. - MANUEL LÄNGLE

   MADRID, 15 Ene. (EUROPA PRESS) -

   Por primera vez, científicos han logrado estabilizar y obtener imágenes directas de pequeños grupos de átomos de gases nobles a temperatura ambiente.

   Este logro abre interesantes posibilidades para la investigación fundamental en física de la materia condensada y aplicaciones en tecnología de la información cuántica, según sus autores.

   La clave de este avance, logrado por científicos de la Universidad de Viena en colaboración con colegas de la Universidad de Helsinki, fue el confinamiento de átomos de gas noble entre dos capas de grafeno. Este método supera la dificultad de que los gases nobles no formen estructuras estables en condiciones experimentales a temperatura ambiente. Los detalles del método y las primeras imágenes de microscopía electrónica de estructuras de gases nobles (criptón y xenón) se han publicado en Nature Materials.

   El grupo de Jani Kotakoski de la Universidad de Viena estaba investigando el uso de la irradiación iónica para modificar las propiedades del grafeno y otros materiales bidimensionales cuando notaron algo inusual: cuando se utilizan gases nobles para irradiar, estos pueden quedar atrapados entre dos láminas de grafeno.

   Esto sucede cuando los iones de gases nobles son lo suficientemente rápidos como para atravesar la primera capa de grafeno, pero no la segunda. Una vez atrapados entre las capas, los gases nobles pueden moverse libremente. Esto se debe a que no forman enlaces químicos. Sin embargo, para acomodar los átomos de los gases nobles, el grafeno se dobla para formar pequeñas bolsas. Aquí, dos o más átomos de gases nobles pueden encontrarse y formar nanoclusters de gases nobles bidimensionales, densamente empaquetados y regulares.

   Utilizamos microscopía electrónica de transmisión de barrido para observar estos grupos, y son realmente fascinantes y muy divertidos de observar. Giran, saltan, crecen y se encogen a medida que los imaginamos", dice en un comunicado Manuel Längle, autor principal del estudio. "Colocar los átomos entre las capas fue la parte más difícil del trabajo. Ahora que lo hemos logrado, tenemos un sistema simple para estudiar los procesos fundamentales relacionados con el crecimiento y el comportamiento material", añade.

   Comentando el trabajo futuro del grupo, Jani Kotakoski dice: "Los próximos pasos son estudiar las propiedades de los pequeños grupos con diferentes gases nobles y cómo se comportan a bajas y altas temperaturas. Gracias al uso de gases nobles en fuentes de luz y láseres, estas nuevas estructuras podrían permitir en el futuro aplicaciones, por ejemplo, en la tecnología de la información cuántica".