Química - Inorgánica

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EL ALUMINIO

EL EXTRAÑO COMPORTAMIENTO DEL ALUMINIO

08/11/2002

El aluminio, uno de los mejores conductores de electricidad en la naturaleza, podría comportarse como un material cerámico o un semiconductor en ciertas situaciones, según las investigaciones de un científico de la Ohio State University y sus colegas.

El estudio amplía nuestros conocimientos sobre el aluminio a nivel atómico, explica Ju Li. él y sus compañeros, Shigenobu Ogata, de la Osaka University, y Sidney Yip, del MIT, utilizaron ecuaciones de mecánica cuántica para modelar el comportamiento de delgadas capas de átomos de aluminio y cobre bajo una condición especial en la que una capa de átomos se desliza sobre otra.

Este tipo de condición o comportamiento es temido especialmente en los dispositivos electrónicos muy pequeños, donde las grandes fluctuaciones de temperatura hacen que los materiales se expandan y se contraigan. La forma en que los materiales afrontan esta tensión afecta a su vez a la fiabilidad y durabilidad de los dispositivos.

Los científicos conocen bastante bien cómo se deforman los materiales a mayores escalas, pero nadie ha podido medir directamente lo que ocurre en el nivel más fundamental, cuando una capa de aluminio de un átomo de espesor se desliza sobre otra, por ejemplo.

En sus cálculos, Li y sus colegas han descubierto que una capa de cobre se desliza esencialmente de forma horizontal sobre otra situada debajo, tal y como era de esperar, pero que en una capa de aluminio, los átomos no se deslizan sino que avanzan "a saltos". También se han encontrado movimientos relacionados en la capa de átomos inferior, como si estuviesen de alguna forma conectados a los átomos de la capa superior.

Una posible explicación podría ser que los átomos de aluminio tuvieran algún tipo de "enlace direccional" entre ellos, en el cual diferentes átomos comparten grupos de electrones. Este comportamiento se ha visto ya en materiales cerámicos y en semiconductores, como el silicio, pero no en metales altamente maleables como el aluminio.

Durante las pruebas, el aluminio también demostró ser un 32 por ciento más fuerte que el cobre, y ser capaz de soportar más tensiones antes de empezar a ablandarse. Curiosamente, el cobre es tres veces más pesado que el aluminio, y más duro en condiciones normales. Es posible que el aluminio se comporte como los materiales cerámicos en modos que hasta ahora nadie había pensado.

Toda esta información será muy útil en el campo de la nanotecnología, donde se emplean materiales que deben operar a muy equeña escala. Li y sus colegas han empezado a investigar otros elementos, y han visto que el níquel tiene un comportamiento semejante al aluminio, aunque en menor medida.