Cristales imperfectos

Uno de los apartados de mayor relevancia en el estudio de la formación de materiales cristalinos es el estudio de las imperfecciones o defectos. Las imperfecciones que se presentan en los materiales con estructura cristalina modifican las propiedades del material, resultando de vital importancia su análisis para tener un modelo adecuado de comportamiento de las piezas que utilicemos.

Los defectos cristalinos se dividen en tres grupos en función de sus geometrías: puntuales, lineales o superficiales. Cada uno de estos grupos incluye distintas variantes con orígenes y efectos particulares sobre cada material, constituyendo en conjunto, un amplio campo de investigación.

La comprensión profunda del comportamiento de los materiales es absolutamente imprescindible para un ingeniero, no solo por motivos de seguridad, sino por razones de optimización de funcionamiento y económicas. En la asignatura de Tecnología de Materiales, se nos ofrece una aproximación al estudio de las imperfecciones en los cristales, que quiero complementar con esta entrada.

Mackay Shells: Icosahedral Packing of Atoms from L2XY2 on Vimeo.

Como viene siendo costumbre en este blog, en primer lugar recurriré al excelente material que pone a disposición de todos los estudiantes la universidad de Massachusetts:

Pero hay vida más allá del MIT, y mucha. Para una aproximación un poco más relajada a las imperfecciones en los sólidos, os recomiendo este blog: CAF Defects in Solids que dispone de varias entradas acerca de este tema, con numerosas imágenes que nos facilitan comprender las explicaciones.

Dentro de las técnicas para el estudio de materiales las no destructivas ocupan un puesto de honor. Permiten al ingeniero conocer el estado de estructuras y piezas en funcionamiento o incluso monitorizar su evolución en el tiempo. Para ayudar a los profesionales y estudiantes que se dedican a este apartado de la técnica, se creó el NDE/NDT Resource Center donde podemos encontrar numerosa documentación acerca de las imperfecciones en los cristales:

A modo de curiosidad, me gustaría enlazar este artículo publicado en Nature: Grain and grain boundaries in single-layer graphene atomic patchwork quilts; que versa acerca de la influencia de las fronteras de grano en el grafeno, material del que sin duda habréis oído u oiréis en un futuro. Es un material del futuro, cuya investigación está en plena ebullición.

Solo nombrar una de las potenciales aplicaciones: su empleo en células fotovoltaicas de bajo coste, flexibles y transparentes; aplicables a grandes superficies flexibles (techado de estadios, toldos y sombrillas, ventanas, etc…).

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