Los pasos de átomos altos sobre superficies metálicas pueden impedir significativamente la oxidación de estas superficies, según un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad de California, Berkeley, y el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley.
Los hallazgos, publicados en la revista Nature Materials, podrían tener implicaciones para una variedad de aplicaciones, como el desarrollo de materiales más duraderos y el diseño de catalizadores más eficientes.
"Descubrimos que los pasos con una gran cantidad de átomos en las superficies metálicas pueden actuar como barreras para la difusión de oxígeno, lo que puede ralentizar significativamente el proceso de oxidación", dijo el autor principal del estudio, el Dr. Xiaochen Wang, investigador postdoctoral en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de Universidad de Berkeley.
Los investigadores utilizaron una combinación de técnicas experimentales, incluida la microscopía de efecto túnel y la espectroscopia fotoelectrónica de rayos X, para estudiar la oxidación de superficies metálicas con y sin pasos de alto átomo. Descubrieron que la presencia de pasos con muchos átomos reducía significativamente la tasa de oxidación y que este efecto era más pronunciado en los pasos más pequeños.
"Esta es la primera vez que hemos podido observar y cuantificar directamente el efecto de los pasos de átomos elevados sobre la oxidación de la superficie del metal", dijo Wang. "Nuestros hallazgos podrían ayudarnos a diseñar materiales que sean más resistentes a la oxidación, lo que podría tener una amplia gama de aplicaciones".
Los investigadores creen que los pasos con gran cantidad de átomos actúan como barreras a la difusión de oxígeno porque alteran la disposición regular de los átomos en la superficie del metal. Esta alteración dificulta que las moléculas de oxígeno lleguen a los átomos metálicos y reaccionen con ellos.
"Nuestros hallazgos sugieren que puede ser posible mejorar la durabilidad de las superficies metálicas creando escalones de átomos de altura en la superficie", dijo Wang. "Esto podría hacerse mediante una variedad de métodos, como el pulido mecánico o el grabado químico".
Los investigadores también creen que sus hallazgos podrían utilizarse para diseñar catalizadores más eficientes. Los catalizadores son materiales que aceleran las reacciones químicas sin consumirse en la reacción. Al crear pasos con muchos átomos en la superficie de un catalizador, puede ser posible aumentar la velocidad de la reacción.
"Estamos entusiasmados con las posibles aplicaciones de nuestros hallazgos", afirmó Wang. "Creemos que nuestro trabajo podría conducir al desarrollo de nuevos materiales y catalizadores con un rendimiento mejorado".
