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Las técnicas neutrónicas potencian los materiales inteligentes

Pueden ahorrar energía o reducir la contaminación, según científicos reunidos en Zaragoza


La Universidad de Zaragoza ha acogido esta semana el seminario internacional Perspectivas para la ciencia de neutrones en condiciones extremas. Más de 80 científicos y técnicos de todo el mundo han debatido sobre los avances en la investigación de materiales, como los denominados 'inteligentes', con técnicas neutrónicas. El Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón y el Instituto Laue-Langevin de Grenoble (Francia) han organizado el encuentro.





Cartel del congreso de Zaragoza. UNIZAR.
Cartel del congreso de Zaragoza. UNIZAR.
Los materiales inteligentes que permiten ahorrar energía, reducir la contaminación o que son más resistentes son opciones cada vez más reales, gracias a su estudio por medio de técnicas neutrónicas. Científicos de Europa, Estados Unidos, Japón y Australia así lo han puesto de manifiesto en el Paraninfo de la Universidad de Zaragoza, en un seminario organizado por el Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón (ICMA, centro mixto Universidad de Zaragoza-CSIC) y el Instituto Laue-Langevin (ILL) de Grenoble, en Francia.

La trayectoria del ICMA en esta materia le ha valido el reconocimiento internacional para que en 2015 sea el encargado de organizar en Zaragoza un congreso internacional al que asistirán un millar de científicos durante cinco días.

Los materiales inteligentes son cada día más accesibles, gracias al desarrollo de nuevas técnicas neutrónicas, que permiten aplicaciones en la salud, las tecnologías de la información y comunicación, el transporte, la energía o el medioambiente, hasta la cosmología y el patrimonio cultural.

Los más de 80 científicos y tecnólogos asistentes han destacado la utilidad y aplicación en la vida diaria de estas técnicas en nuevos materiales capaces de mejorar la captación de CO2 o el almacenamiento de hidrógeno, monitorizar una lentilla a la presión ocular, purificar aguas contaminadas, crear biomateriales para prótesis médicas, diseñar fármacos más certeros o métodos inocuos para un diagnóstico rápido de tumores, detectar grietas en las turbinas de un reactor, en el fuselaje de un avión o en las ruedas de un tren, mediante controles que eviten accidentes, entre otras muchas.

Este seminario avanzado sobre Perspectivas para la ciencia de neutrones en condiciones extremas ha permitido destacar la trascendencia y las posibilidades de las técnicas neutrónicas, para estudiar los materiales a nivel microscópico y entender los procesos que tienen lugar en su interior, sus propiedades y su estructura.

Nuevos campos de aplicación

Este encuentro interdisciplinar ha ayudado a los asistentes a compartir sus propios estudios e investigaciones y a identificar nuevos campos de aplicación para estas técnicas, así como a proponer vías de desarrollo para operar en condiciones extremas de presión, temperatura o campos magnéticos de presión. De hecho, las técnicas de neutrones consisten, de una forma muy básica, en lanzar un haz neutrones contra el material que se desea estudiar y observar cómo los neutrones son dispersados por los átomos que componen dicho material.

De esta manera se pueden ver dónde están los átomos del material y cómo se mueven, tal como apunta Javier Campo, director del ICMA y presidente de La Sociedad Española de Técnicas Neutrónicas (SETN). Entre las muchas actividades del ICMA con neutrones, destacan los estudios de diferentes materiales como; los magnetocalóricos para los refrigeradores del mañana, los magnetoresistivos para nuevas memorias magnéticas, los nuevos materiales moleculares para la espintrónica o para los ordenares cuánticos, o las nanopartículas magnéticas con aplicaciones en medicina.

Jesús Ángel Blanco, catedrático de Física de Materia Condensada de la Universidad de Oviedo, además de destacar la oportunidad del seminario celebrado en Zaragoza para poner en común a los máximos expertos en materiales de todo el mundo, ha insistido en los avances en la investigación actual para mejorar la capacidad de absorción de hidrógeno y, de esta manera, poderlo utilizar cono una fuente de energía. En su opinión, este mejor almacenamiento de hidrógeno permitirá impulsar el desarrollo del coche eléctrico.

El investigador aragonés, Fernando Palacio, profesor de investigación del CSIC en el ICMA (centro mixto CSIC-Universidad de Zaragoza) y vicepresidente del Instituto Europeo de Magnetismo Molecular, ha señalado que el encuentro ha permitido revisar “cómo reproducir situaciones extremas en las que, por ejemplo, hay mucha presión o hay campos magnéticos muy altos, para analizar qué le pasa a la materia en estas situaciones”. Así, Palacio apostilló que los metales sintéticos también se estudian con neutrones y se ha descubierto que hay un metal que, con presión, cambia su conductividad. De este modo, se ha comenzado a desarrollar una lámina extremadamente fina que se puede poner en las lentillas y puede monitorizar desde un hospital la presión del globo ocular.

Participación del director científico del ILL

Helmut Schober, director científico del Institut Laue-Langevin (ILL) de Grenoble (Francia), la fuente de neutrones más intensa en la actualidad, ha clausurado el seminario que comenzó el lunes, con una ponencia en la sala Pilar Sinués del Paraninfo. Helmut Schober se licenció en Ciencias Físicas en 1988 en la Universidad de Regensburg (Alemania) y se doctoró en esta misma universidad en el año 1992. Ha estado ligado al ILL desde 1994 y es un especialista en instrumentación y ciencia de neutrones. También es profesor asociado de la Universidad Joseph Fourier en Grenoble (Francia), y anteriormente en la Universidad Técnica de Munich (Alemania).

Las entidades organizadoras de este encuentro son estrechas colaboradoras, desde que en 1987 España pasara a ser miembro científico del ILL. Este instituto situado en Grenoble (Francia) es un referente mundial en técnicas neutrónicas y cuenta en la actualidad con la fuente de neutrones más intensa, en la que, España participa al 6 %. Además, de las 37 estaciones experimentales del ILL, el ICMA gestiona una para beneficio de toda comunidad científica española. En esta ocasión el ICMA y el ILL vuelven a colaborar para impulsar el desarrollo de las técnicas neutrónicas.

Condiciones extremas para los neutrones

El concepto de 'condiciones extremas' al que se refiere el seminario Perspectivas para la ciencia de neutrones en condiciones extremas se refiere a parámetros fuera del entorno habitual de la superficie de la Tierra y que están accesibles en los laboratorios "normales", según explica a SINC José Luís Martínez Peña, director adjunto y reponsable de Proyectos y Técnicas del ILL.

"Nos referimos a temperaturas extremadamente altas (mas de 2000K o muy bajas, por debajo de 300 miliKelvin), a presiones muy altas de 30-60 GigaPascales o a campos magneticos muy elevados (hasta 17 teslas)". Tambien se pueden referir a condicoes quimicas extremas (altas presiones de hidrogeno o sistemas de catalizadores funcionando in situ). La idea es someter a las sistemas fisicos, quimicos o biologicos a una combinacion de varias condiciones extremas (por ejemplo, muy bajas temperaturas con muy altos campos magneticos, o bien muy altas presiones y muy altos campos magneticos). El ideal seria incluso poder barrer tres parametros extremos simultaneamente (muy bajas temperaturas, altas presiones y altos campos magneticos). Al someter a diferentes sistemas fisicos, quimicos o biologicos a estas condiciones se puede llegar a entender mejor sus propiedades y modelizar mejor sus propiedades para luego poder variarlas en busca de nuevas aplicaciones. "Este encuentro se centra en la ciencia en esas condiciones extremas y, en particular, en el desarrollo de entornos experimentales para obtener estas condiciones extremas", comenta el investigador.


Sábado, 2 de Junio 2012
SINC/T21
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