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La absorción de hidrógeno convierte al paladio en un cuasi líquido
Aquí hay un curioso experimento con paladio, el raro metal plateado bien conocido por su capacidad para absorber hidrógeno. Cuando está saturado, la proporción de hidrógeno a paladio puede ser tan alta como 0,6, por lo que el metal se utiliza para filtrar e incluso almacenar hidrógeno.
Es fácil imaginar que el movimiento de los átomos de hidrógeno dentro y fuera de la red metálica tiene poco efecto sobre el material. Pero eso resulta ser incorrecto, como descubrieron Akio Kawasaki de la Universidad de Tokio y sus amigos cuando decidieron probar la idea.
Los científicos de materiales saben desde hace algún tiempo que el paladio se expande cuando absorbe hidrógeno y se contrae durante la desorción. Lo que no habían sabido hasta ahora es el precio que este proceso tiene sobre el metal.
Kawasaki y compañía colocaron una placa rectangular de paladio del tamaño de una barra de goma de mascar al costado de una cámara para que sobresaliera horizontalmente. Luego lo calentaron a 150 grados C y colgaron el peso de una manzana en el extremo del plato. Finalmente, bombearon hidrógeno a la cámara y esperaron mientras el metal lo absorbía.
Para su sorpresa, el paladio cayó inmediatamente bajo el peso y continuó cayendo a medida que se bombeaba el hidrógeno fuera de la cámara y se desorbía el gas. (Por el contrario, cuando colgaron el plato verticalmente con el peso colgando debajo, casi no hubo estiramiento).
No se puede escapar a la conclusión de que el hidrógeno de alguna manera le quita al paladio su fuerza, pero de una manera muy específica.
Ese es un resultado algo inesperado pero que Kawasaki y compañía creen que pueden explicar.
En su estado puro, la red de paladio tiene una estructura cúbica en el centro de la cara, pero esta tiene que cambiar para permitir tanto hidrógeno a bordo. Los científicos de materiales saben que cuando esto sucede, puede adoptar otras dos estructuras conocidas como fases alfa y beta, así como una mezcla de estas fases.
La conclusión de Kawasaki es que durante este cambio, los átomos de metal no se mantienen en una estructura sólida rígida ni tampoco pueden moverse de forma completamente aleatoria. Esto lo hace un poco como un líquido. De hecho, los físicos llaman a este tipo de material cuasi-líquido.
Entonces, lo que tienen es un material que pueden convertir en un cuasi-líquido a voluntad. Eso debería despertar el interés de los científicos de materiales. La siguiente etapa será estudiar el cambio utilizando varias técnicas como la difracción de rayos X y quizás la RMN, que debería revelar lo que le sucede a una sustancia a medida que se transforma de un sólido a un cuasi-líquido.
En cuanto a las aplicaciones, no está claro dónde se podría dar un buen uso a un cuasi-líquido de este tipo. Sugerencias en las secciones de comentarios por favor.
Ref: arxiv.org/abs/1011.2776 : Deformación anómala de placas de paladio por una pequeña fuerza gravitacional durante la absorción y desorción de hidrógeno