En un artículo publicado en Química de Materiales El profesor asociado de Física de la Universidad de Oakland, Yuejian Wang, exploró cómo las técnicas de alta presión pueden inducir cambios en ciertos materiales cristalinos, de forma similar a la forma en que el grafito se puede convertir en diamante cuando se somete a alta presión y alta temperatura.
"La alta presión sirve como una potente herramienta para desentrañar los misterios ocultos dentro del material que permanecen sin descubrir a temperatura y presión ambiente", dijo Wang. "Al alterar significativamente la distancia entre los átomos, la presión puede modificar dinámicamente las estructuras cristalinas, lo que lleva a cambios profundos en las propiedades físicas, como lo ejemplifica la transformación entre diamante y grafito.
"En el campo de la ciencia de materiales de alta presión, sometemos los materiales a condiciones de alta presión y luego utilizamos técnicas de rayos X, así como otras herramientas, para observar los cambios resultantes dentro de los materiales", añadió. "Así como los rayos X se utilizan en aplicaciones médicas para visualizar las estructuras internas del cuerpo humano, también se pueden emplear para detectar y analizar las estructuras cristalinas dentro de los materiales. Esto permite a los científicos obtener información sobre la intrincada transformación".
En el artículo titulado "Cambios inducidos por la presión en la estructura cristalina y la conductividad eléctrica del GeV4 S8 ," Wang investigó GeV4 S8 , miembro de la familia Spinel, mediante el uso de técnicas de alta presión, junto con múltiples herramientas de caracterización. Las espinelas se encuentran comúnmente en rocas metamórficas o ígneas y son famosas por su diversa gama de colores, que abarcan variantes de rojo, azul, verde, morado, naranja, amarillo y negro.
"Entre las espinelas, GeV4 S8 ha atraído considerable atención debido a sus propiedades eléctricas y magnéticas únicas", afirmó Wang.
Los resultados del estudio, afirmó Wang, proporcionan información importante tanto en el ámbito de la química como en el de la física.
"Presenta una comprensión completa y detallada de la transición inducida por la compresión de la estructura cúbica a la ortorrómbica, arrojando luz sobre los intrincados mecanismos implicados. Además, el estudio profundiza en el aspecto de la física de los materiales, dilucidando la transición de semiconductor a conductor y explorando el papel del efecto Jahn-Teller a la hora de gobernar estas transiciones."
Según Wang, los resultados del estudio no sólo enriquecen la comprensión de la humanidad sobre este sistema, sino que también tienen el potencial de despertar un amplio interés e inspirar futuras investigaciones.
"Por ejemplo, profundizar en cómo se comporta este material bajo compresión y enfriamiento simultáneos podría ser un tema extraordinario y valioso para futuras exploraciones", dijo. "Estas investigaciones podrían conducir a nuevos conocimientos y aplicaciones en el ámbito de la ciencia de los materiales y la física de la materia condensada."
Más información: Yuejian Wang et al, Cambios inducidos por la presión en la estructura cristalina y la conductividad eléctrica de GeV4S8, Química de materiales (2024). DOI:10.1021/acs.chemmater.3c02488
Información de la revista: Química de los Materiales
Proporcionado por la Universidad de Oakland
