Hacer tus propias cerámicas puede ser una forma de expresar tu creatividad, pero algunas técnicas y materiales utilizados en el proceso podrían significar malas noticias para su salud y el medio ambiente. Si no se prepara adecuadamente, Algunas cerámicas vidriadas pueden lixiviar metales pesados ​​potencialmente dañinos. Los científicos ahora informan sobre el progreso hacia un nuevo tipo de esmalte que incluye nanopartículas de oro y plata, que son menos tóxicos y más respetuosos con el medio ambiente que las formulaciones utilizadas actualmente, sin dejar de ofrecer colores vibrantes.

Los investigadores presentan sus resultados a través de la plataforma en línea SciMeetings de la American Chemical Society (ACS).

Los esmaltes hacen que la cerámica sea brillante e impermeable. y además añaden color, que se revela al cocer el objeto de arcilla en un horno. Se sabe que estos materiales contienen ingredientes potencialmente dañinos, aunque muchos fabricantes ahora los han eliminado. "Pero incluso hoy, todavía puede encontrar esmaltes cerámicos en el mercado que contienen metales pesados ​​nocivos, "dice Ryan Coppage, Doctor., investigador principal del proyecto. "Para lograr los colores más brillantes, tradicionalmente se ha requerido el uso de mayores cantidades de metales pesados, como el bario y el cadmio, que pueden filtrarse de la superficie y son tóxicos a tales niveles ".

Para desarrollar un esmalte más seguro del color deseado, los investigadores recurrieron a diminutas nanopartículas de oro y plata. Aunque estos metales se consideran técnicamente "pesados, "se consideran benignos en pequeñas cantidades. De hecho, a menudo se utilizan en aplicaciones médicas, como en inyecciones para la artritis reumatoide y como ingredientes en preparaciones antimicrobianas. El oro y la plata tienen un brillo metálico amarillo o blanco muy reconocible cuando se ven en la macroescala. pero cuando se reduce al nivel de nanoescala, es decir, entre 1 y 100 nanómetros por partícula, pueden adquirir matices totalmente diferentes. Su color cambia, dependiendo del tamaño de la partícula; Las partículas de oro a nanoescala pueden producir rojos y azules profundos, y las plateadas diminutas pueden aparecer rojas o incluso verdes brillantes.

Como resulta, Las nanopartículas de oro y plata se han utilizado en obras de arte durante siglos. sin que los artesanos lo supieran. "Las nanopartículas utilizadas en obras históricas fueron más accidentales que intencionales, "dice Nathan Dinh, que trabajaba en el equipo. Coppage y él están en la Universidad de Richmond. En la época medieval, los artesanos trituraban oro y plata en un polvo muy fino o usaban sales de oro o plata en sus artesanías, como vidrieras de colores vibrantes y cálices. "En los tiempos modernos, nadie ha puesto realmente las nanopartículas de oro y plata en esmaltes desde cero, para que puedan cocerse en los mismos hornos que usan los artistas hoy en día, "Dice Dinh." Eso es lo que estamos tratando de hacer con nuestro trabajo. Nuestro objetivo es implementar técnicas históricas utilizando tecnología y conocimientos modernos ".

Para lograr el esmalte cerámico óptimo, Los investigadores comenzaron con una base de esmalte simple y la mezclaron con diferentes combinaciones y tamaños de sales y nanopartículas de oro y plata. Desde allí, aplicaron estos esmaltes de prueba a objetos de arcilla y los hornearon en un horno de cerámica tradicional utilizado por artistas locales. Por examen microscópico, los investigadores encontraron que el proceso de disparo cambia la forma y el tamaño de las nanopartículas, que a su vez influye en el color final. Los tonos resultantes dependían de la fuente de los metales, así como las concentraciones utilizadas. Y al combinar ambos metales en el mismo esmalte, Dinh y Coppage podían producir una amplia gama de colores con el mismo equipo que los ceramistas aficionados.

Como solo se requiere una pequeña fracción de metal precioso para este nuevo esmalte, es rentable y respetuoso con el medio ambiente. De hecho, los investigadores estiman que glasear una sola taza solo costaría entre 30 y 40 centavos. Y debido a que estas nanopartículas son mucho más eficientes para producir colores que otros metales, los investigadores solo necesitaban agregar una cantidad muy pequeña de oro o plata, aproximadamente 0,01% en peso. Eso contrasta con los esmaltes convencionales que contienen metales pesados; Estos esmaltes a menudo contienen de un 5 a un 15% de metales pesados ​​en peso, y los esmaltes de manganeso contienen hasta un 50% de brillo metálico.

Próximo, Coppage y el equipo planean seguir explorando exactamente cómo el proceso de cocción cambia las nanopartículas de oro y plata. lo que les ayudará a afinar los colores resultantes. Luego, planean incorporar otras nanopartículas metálicas en esmaltes, potencialmente conduciendo a una gama más amplia de colores para que la comunidad artística los aproveche.