Esta nanoestructura de silicio se creó mediante un nuevo proceso desarrollado en la Universidad Estatal de Oregón. Crédito:Universidad Estatal de Oregon
Los químicos de la Universidad Estatal de Oregón han identificado un compuesto que podría reducir significativamente el costo y potencialmente permitir la producción comercial masiva de nanoestructuras de silicio, materiales que tienen un enorme potencial en todo, desde la electrónica hasta la biomedicina y el almacenamiento de energía.
Este compuesto extraordinario se llama sal de mesa.
Cloruro de sodio simple, encontrado con mayor frecuencia en un salero, tiene la capacidad de resolver un problema clave en la producción de nanoestructuras de silicio, investigadores acaban de anunciar en Informes científicos , una revista profesional.
Al derretir y absorber calor en un momento crítico durante una "reacción magnesiotérmica, "la sal evita el colapso de las valiosas nanoestructuras que los investigadores están tratando de crear. La sal fundida se puede lavar disolviéndola en agua, y se puede reciclar y volver a utilizar.
El concepto, sorprendente en su sencillez, debería abrir la puerta a un uso más amplio de estos materiales notables que han estimulado la investigación científica en todo el mundo.
"Esto podría ser lo que se necesita para abrir una nueva industria importante, "dijo David Xiulei Ji, profesor asistente de química en la Facultad de Ciencias de OSU. "Ahora existen métodos para crear nanoestructuras de silicio, pero son muy costosos y solo pueden producir pequeñas cantidades.
"El uso de sal como captador de calor en este proceso debería permitir la producción de nanoestructuras de silicio de alta calidad en grandes cantidades a bajo costo, ", dijo." Si podemos conseguir que el costo sea lo suficientemente bajo, pueden surgir muchas aplicaciones nuevas ".
La sal de mesa común puede ser la clave para una nueva industria que trabaja con nanoestructuras de silicio. Crédito:Peggy Greb, cortesía del USDA
Silicio, el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre, ya ha creado una revolución en la electrónica. Pero las nanoestructuras de silicio, que son estructuras complejas mucho más pequeñas que una mota de polvo, tienen un potencial que va mucho más allá del elemento en sí.
Se prevén usos en fotónica, imágenes biológicas, sensores, entrega de medicamentos, materiales termoeléctricos que pueden convertir el calor en electricidad, y almacenamiento de energía.
Las baterías son una de las aplicaciones más obvias y posiblemente las primeras que puedan surgir de este campo. Dijo Ji. Debería ser posible con nanoestructuras de silicio crear baterías, desde un teléfono celular hasta un automóvil eléctrico, que duren casi el doble antes de que necesiten recargarse.
Las tecnologías existentes para fabricar nanoestructuras de silicio son costosas, y las tecnologías más simples del pasado no funcionarían porque requerían temperaturas tan altas. Ji desarrolló una metodología que mezcla cloruro de sodio y magnesio con tierra de diatomeas, una forma barata y abundante de silicio.
Cuando la temperatura alcanzó los 801 grados centígrados, la sal se derritió y absorbió calor en el proceso. Este concepto químico básico - un sólido que se derrite en un líquido absorbe calor - evitó que la nanoestructura colapsara.
El cloruro de sodio no contaminó ni afectó de otro modo la reacción, dijeron los investigadores. Debería ser factible escalar reacciones como esta a niveles comerciales más grandes, ellos dijeron.
El estudio también creó, por primera vez con este proceso, Materiales compuestos nanoporosos de silicio y germanio. Estos podrían tener amplias aplicaciones en semiconductores, Materiales termoeléctricos y dispositivos de energía electroquímica.
