Nuevos conocimientos sobre los procesos de cristalización

30.11.2021 - Alemania

Cuanto mejor se puedan controlar y predecir los resultados del proceso de cristalización de los materiales, mayores serán las posibilidades de producir cristales con características específicas que permitan optimizar las propiedades del material. Científicos del Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) de Berlín han presentado nuevos hallazgos sobre la estructura de los cristales, que se han publicado en la revista PNAS de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos.

Los cristales se consideran comúnmente el epítome del orden perfecto, una noción que incluso ha llevado a atribuirles poderes mágicos. Su estructura ordenada sugiere que su crecimiento también se produce de forma muy regular y ordenada. Sin embargo, en los últimos años los estudios han cuestionado esta visión "clásica", y ahora se considera probable que el crecimiento de algunos materiales cristalinos pueda producirse también de otras maneras.

Para arrojar luz sobre esta cuestión, un equipo de investigadores de la BAM analizó intensamente los cristales de anhidrita de México y su historia de crecimiento. Para sus investigaciones utilizaron cristales de la famosa mina de Naica, en el norte de México. Las cavernas naturales de la mina contienen cristales que han crecido a lo largo de muchos milenios y, por tanto, son especialmente informativos para los cristalógrafos.

En sus investigaciones, los científicos examinaron más de cerca los defectos de las muestras de cristal en el rango de nanómetros a milímetros y trazaron un mapa detallado de la estructura interna del mineral. Estos análisis demostraron que la desalineación en la nanoescala se extiende a lo largo de las escalas de longitud, dando lugar a la formación de huecos en el interior del cristal que pueden llegar a medir varias decenas de micras o más. También descubrieron que estos defectos de desalineación proceden de la llamada "semilla de la imperfección", que da lugar a un monocristal macroscópico cuyos fragmentos no encajan en su interior, aunque el mineral parezca perfecto por fuera. El equipo llegó así a la conclusión de que los desajustes en la nanoescala se amplifican un millón de veces durante el proceso de crecimiento.

Esta nueva idea contribuye de forma decisiva al concepto de nucleación no clásica y a los procesos de crecimiento cristalino. Es de gran relevancia para el desarrollo y la producción de materiales nuevos y mejorados.

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