Una pepita de oro de 18 quilates de plástico

14.01.2020 - Suiza

Los investigadores del ETH han creado un oro de 18 quilates increíblemente ligero, utilizando una matriz de plástico en lugar de elementos de aleación metálica.

Los amantes de los relojes de oro y las joyas pesadas estarán encantados. Los objetos de su deseo pueden algún día hacerse mucho más ligeros, pero sin perder nada de su brillo. Especialmente con los relojes, una pequeña cantidad de peso puede hacer toda la diferencia. Nadie quiere llevar un reloj pesado en su muñeca, aunque sea de oro real. Después de un tiempo, se vuelve incómodo y molesto.

Leonie van 't Hag, que anteriormente había realizado un postdoctorado en el laboratorio de la ETH dirigido por Raffaele Mezzenga, profesor de alimentos y materiales blandos, se propuso crear una nueva forma de oro que pesa entre cinco y diez veces menos que el oro tradicional de 18 quilates. La mezcla convencional suele ser de tres cuartos de oro y un cuarto de cobre, con una densidad de unos 15 g/cm3.

Esto no es cierto para este nuevo oro ligero: su densidad es de sólo 1,7 g/cm3. Y sin embargo sigue siendo oro de 18 quilates. ¿Cómo se logró esta milagrosa ligereza? En lugar de un elemento de aleación metálica, van 't Hag, Mezzenga y sus colegas utilizaron fibras proteínicas y un látex polimérico para formar una matriz en la que incrustaron finos discos de nanocristales de oro. Además, el oro ligero contiene innumerables pequeñas bolsas de aire invisibles para el ojo.

Así es como los investigadores crean el nuevo oro ligero: primero, añaden los ingredientes al agua y crean una dispersión. Después de añadir sal para convertir la dispersión en un gel, a continuación reemplazan el agua que contiene con alcohol.

Luego colocan el gel de alcohol en una cámara de presión, donde las altas presiones y una atmósfera supercrítica de_CO2 permiten la miscibilidad del alcohol y el gas de_CO2; al liberarse la presión, todo lo convierte en un aerogel homogéneo de tipo gosamer. El calor puede ser aplicado posteriormente para recocer los polímeros plásticos, transformando así el material y compactándolo en la forma final deseada, pero conservando la composición de 18 quilates.

Propiedades de una pieza de plástico

"Este oro tiene las propiedades materiales de un plástico", dice Mezzenga. Si un pedazo de ella cae sobre una superficie dura, suena como plástico. Pero brilla como el oro metálico, y puede ser pulido y trabajado en la forma deseada.

Los investigadores pueden incluso ajustar la dureza del material cambiando la composición del oro. También pueden reemplazar el látex de la matriz con otros plásticos, como el polipropileno. Como el polipropileno se licúa a una temperatura específica, el "oro plástico" hecho con él puede imitar el proceso de fusión del oro, pero a temperaturas mucho más bajas. Además, la forma de la nanopartícula de oro puede cambiar el color del material: las "nanoplacas" producen el típico brillo del oro, mientras que las nanopartículas esféricas de oro dan al material un tono violeta.

"Por regla general, nuestro enfoque nos permite crear casi cualquier tipo de oro que elijamos, de acuerdo con las propiedades deseadas", dice Mezzenga.

Oro para la relojería y la electrónica

Mezzenga señala que, si bien el oro plástico tendrá una demanda especial en la fabricación de relojes y joyas, también es adecuado para la catálisis química, las aplicaciones electrónicas o el blindaje contra las radiaciones. Los investigadores han solicitado patentes tanto para el proceso como para el material.

Los científicos de Mezzenga ya se habían hecho un nombre hace algún tiempo con el oro más ligero del mundo - oro que pesaba tan poco que podía flotar sobre la espuma del capuchino. "Pero el material era demasiado inestable y no se podía trabajar. Esta vez nos fijamos el claro objetivo de crear un oro ligero que también pueda ser procesado y utilizado en la mayoría de las aplicaciones en las que se utiliza el oro hoy en día", dice Mezzenga.

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