{"id":84270,"date":"2009-03-01T00:00:00","date_gmt":"2009-03-01T00:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/2009\/03\/01\/el-bandoneon-atomico\/"},"modified":"2016-03-01T13:43:52","modified_gmt":"2016-03-01T16:43:52","slug":"el-bandoneon-atomico","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/el-bandoneon-atomico\/","title":{"rendered":"El bandone\u00f3n at\u00f3mico"},"content":{"rendered":"
\"Maleable:

Fernando Sato \/ Unicamp<\/span>Maleable: como un fuelle, el nanotubo se estira sin romperseFernando Sato \/ Unicamp<\/span><\/p><\/div>\n

Interesado en develar de qu\u00e9 manera funciona la naturaleza en su nivel m\u00e1s\u00a0 \u00edntimo en la escala de los \u00e1tomos, los bloques que forman la materia, el f\u00edsico argentino Daniel Ugarte tuvo que v\u00e9rselas con algo m\u00e1s que la planificaci\u00f3n de sus experimentos. Tuvo que aprender a armar y a ajustar los microscopios superpotentes que utiliza, e incluso a proyectar los edificios del Laboratorio Nacional de Luz Sincrotr\u00f3n (LNLS) que albergan estos aparatos, sensibles a sutiles vibraciones en el suelo ocasionadas por el paso de los autom\u00f3viles en la calle. En sus poco m\u00e1s de 15 a\u00f1os en Brasil, Ugarte public\u00f3 una serie de descubrimientos fundamentales para saber c\u00f3mo se comporta la materia en esa escala tan reducida y para el desarrollo de la electr\u00f3nica del futuro.\u00a0 El m\u00e1s reciente de estos hallazgos, descrito en enero en Nature Nanotechnology, es la detecci\u00f3n de una estructura at\u00f3mica totalmente inesperada: un tubo cuadrado de menos de 0,5 nan\u00f3metro (millon\u00e9simas de mil\u00edmetro) de espesor, la menor estructura tridimensional hueca formada por plata, el mismo material empleado en la confecci\u00f3n de joyas y monedas desde hace miles de a\u00f1os.<\/p>\n

El descubrimiento de que la plata naturalmente asume ese formato constituye un caso m\u00e1s de \u00e9xito del m\u00e1s completo laboratorio de microscop\u00eda electr\u00f3nica de Brasil, que Ugarte comenz\u00f3 a erigir en 1998 en el LNLS. Actualmente integrado al Centro de Nanociencia y Nanotecnolog\u00eda Cesar Lattes construido con 6 millones de reales girados por la Financiadora de Estudios y Proyectos (Finep) e inaugurado en marzo de 2008, el Laboratorio de Microscop\u00eda Electr\u00f3nica (LME) cuenta con seis salas de alto desempe\u00f1o, que ocupan 600 metros cuadrados, y cinco poderosos microscopios adquiridos a un costo de 8 millones de reales financiados por la FAPESP.<\/p>\n

Son tres microscopios electr\u00f3nicos de transmisi\u00f3n, destinados a analizar el ordenamiento at\u00f3mico de los materiales en diferentes niveles de resoluci\u00f3n, y dos microscopios electr\u00f3nicos de barrido, que producen im\u00e1genes tridimensionales. De todos \u00e9stos, el m\u00e1s poderoso es el microscopio de transmisi\u00f3n anal\u00edtica, adquirido en 2005 y que se encuentra en fase final de instalaci\u00f3n, capaz de identificar los elementos qu\u00edmicos componentes del material estudiado. En diez a\u00f1os de actividad, que se cumplieron este mes, el laboratorio recibi\u00f3 a alrededor de 400 investigadores de distintas instituciones, que fueron capacitados para usar estos microscopios y efectuar las mediciones que necesitaban hacer, y gener\u00f3 centenares de art\u00edculos cient\u00edficos.<\/p>\n

\"Fuelle\"

paul krok \/ wikimedia commons<\/span>Fuellepaul krok \/ wikimedia commons<\/span><\/p><\/div>\n

En el experimento que revel\u00f3 el nuevo formato de nanotubo, Ugarte y el f\u00edsico peruano Maureen Lagos, alumno de doctorado de Ugarte en la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp), dispusieron una delgad\u00edsima l\u00e1mina de plata, con decenas de \u00e1tomos de espesor y millares de anchura, en un microscopio de transmisi\u00f3n de alta resoluci\u00f3n. Este microscopio genera im\u00e1genes ampliadas millones de veces, lo suficiente como para discernir entre \u00e1tomos. Luego, los f\u00edsicos bombardearon la hoja de plata con haces de electrones (part\u00edculas de carga el\u00e9ctrica negativa), expulsando miles de \u00e1tomos y dej\u00e1ndola como si fuera un queso suizo. Al agujerear la hoja, esculpieron bastones ultramicrosc\u00f3picos que, al quedar con ocho \u00e1tomos de espesor, empezaban a alargarse espont\u00e1neamente hasta romperse, como un chicle que se lo estirase por las puntas.<\/p>\n

Como el estiramiento completo transcurre en pocos segundos y los \u00e1tomos no est\u00e1n inm\u00f3viles, aunque enfriados a 150 grados negativos, Ugarte y Lagos, con la ayuda de los f\u00edsicos Jefferson Bettini y Varlei Rodrigues, filmaron la transformaci\u00f3n de los bastones para analizarla cuadro por cuadro. A medida que el metal se estiraba y se afinaba en la regi\u00f3n central, sus \u00e1tomos se reorganizaban hasta formar un hilo de un \u00e1tomo de espesor y reventaban. Entre la forma de bast\u00f3n y la de collar de perlas, los f\u00edsicos de Campinas vieron surgir la menor estructura tridimensional y hueca que la plata logra asumir: un tubo cuya base era formada por cuatro \u00e1tomos.<\/p>\n

Tensiones y giros –<\/strong> No fue f\u00e1cil identificar esta estructura. Las im\u00e1genes en dos dimensiones mostraban solamente el perfil del tubo: secuencias de dos \u00e1tomos, intercaladas por otros tres, que se apilaban como bolitas de vidrio. Como sab\u00edan que los \u00e1tomos de plata tienden a organizarse con una estructura tridimensional en forma de cubo, los f\u00edsicos enseguida se imaginaron que donde ve\u00edan dos \u00e1tomos habr\u00eda cuatro. Dos estaban ocultos, explica Ugarte.<\/p>\n

El problema era saber cu\u00e1ntos exist\u00edan en las capas en que ve\u00edan tres \u00e1tomos. De entrada, Ugarte y Lagos pensaron que las mismas tambi\u00e9n ocultasen otros dos \u00a0y esa capa contuviera un total de cinco, tal como suger\u00edan otros modelos. Si eso de efectivamente ocurriese, el centro del tubo ser\u00eda macizo y no hueco. Reevaluando las distancias existentes entre los \u00e1tomos, Ugarte y Lagos arribaron a la conclusi\u00f3n de que hab\u00eda alg\u00fan error. En realidad, las capas con tres \u00e1tomos tambi\u00e9n conten\u00edan cuatro, solamente uno m\u00e1s de lo que hab\u00edan imaginado. Esas capas aparec\u00edan con tres \u00e1tomos porque hab\u00edan girado 45 grados sobre el eje central, encubriendo a uno de ellos. Sab\u00edamos lo que hab\u00eda ocurrido, pero no entend\u00edamos por qu\u00e9, comenta el f\u00edsico argentino.<\/p>\n

Con base en tales informaciones, los f\u00edsicos Douglas Galv\u00e3o y Fernando Sato, ambos de la Unicamp, crearon un programa de computadora que simula el movimiento de los \u00e1tomos y las fuerzas que los mantienen unidos. Y establecieron que los nanotubos huecos surg\u00edan cuando el bast\u00f3n de plata era sometido a tensiones elevadas y la distancia entre los \u00e1tomos de una de las hileras disminu\u00eda ligeramente, mientras que los de la hilera siguiente giraban 45 grados, alargando la estructura como un fuelle de se llena de aire o, al decir de Ugarte, como un bandone\u00f3n tanguero. En ese alargamiento, el nanotubo hueco alcanz\u00f3 una longitud casi dos veces mayor que la que el bast\u00f3n ten\u00eda inicialmente. Esperamos que estas estructuras se formen tambi\u00e9n en hilos de cobre, que deben constituir los conductores el\u00e9ctricos en los nanocircuitos del futuro, dice Ugarte. En caso de que se formen, los nanoalambres de cobre ganar\u00e1n en elasticidad y resistencia. Conocer c\u00f3mo se deforman estas estructuras, comenta Ugarte, es esencial para entender dos propiedades fundamentales para la manipulaci\u00f3n de nanomateriales a\u00fan poco conocidas: el rozamiento y la adherencia.<\/p>\n

Los proyectos<\/strong>
\n 1. <\/strong>Centro de microscopia electr\u00f3nica de alta resoluci\u00f3n (n\u00ba 96\/04241-5<\/a>); Modalidad<\/strong>\u00a0Programa Infraestructura 3;\u00a0Coordinador\u00a0<\/strong>Daniel Ugarte – Unicamp y LNLS;\u00a0Inversi\u00f3n\u00a0<\/strong>R$ 2.621.484,09 (FAPESP)
\n2.<\/strong> Analytical transmission electron microscope for spectroscopic nanocharacterization of materials (n\u00ba 02\/04151-9<\/a>);\u00a0Modalidad<\/strong>\u00a0Auxilio Regular a Proyecto de Investigaci\u00f3n;\u00a0Coordinador\u00a0<\/strong>Daniel Ugarte – Unicamp y LNLS;\u00a0Inversi\u00f3n<\/strong>\u00a0R$ 5.241.219,61 (FAPESP)
\n3.<\/strong> Mantenimiento y reparaci\u00f3n de equipos;\u00a0Modalidad\u00a0<\/strong>Reparaci\u00f3n de equipos;\u00a0Coordinador\u00a0<\/strong>Daniel Ugarte – Unicamp y LNLS;\u00a0Inversi\u00f3n<\/strong>\u00a0R$ 189.298,06 (FAPESP)
\n4.<\/strong> Manuten\u00e7\u00e3o e reparo de equipamentos;\u00a0Modalidade\u00a0<\/strong>Bolsa de mestrado e doutorado;\u00a0Coordenador\u00a0<\/strong>Daniel Ugarte \u2013 Unicamp e LNLS;\u00a0Investimento<\/strong>\u00a0R$ 602.737,95 (FAPESP)<\/p>\n

Art\u00edculo cient\u00edfico
\n<\/em>LAGOS, M.J. et al.<\/em> Observation of the smallest metal nanotube with a scuare cross-section<\/a>. Nature Nanotechnology<\/strong>. v. 4. p. 149-152. 25 jan. 2009.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Proyecto ayuda a develar el comportamiento de las nanoestructuras","protected":false},"author":16,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[189],"tags":[],"coauthors":[105],"class_list":["post-84270","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-politica-ct"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/84270","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/16"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=84270"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/84270\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=84270"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=84270"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=84270"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=84270"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}