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Desarrollan un sistema de irradiación de electrones para crear y modificar materiales de forma escalable

Publicado em 20 abril 2021

Un equipo internacional de investigación formado por personal de la Universitat Jaume I de Castelló (UJI), del Centro del Desarrollo de Materiales Funcionales (CDMF) de la Universidad Federal de Sao Carlos, del Departamento de Ingeniería Eléctrica (DEI) de la Universidad de Sao Paulo y del Laboratorio Nacional de Nanotecnología (LNNano) en Campinas en Brasil, han desarrollado un sistema de irradiación de electrones para obtener y modificar materiales de forma escalable. Esta nueva tecnología ha sido explicada en el artículo A scalable electron beam irradiation platform applied for allotropic carbon transformation publicado recientemente en la revista Carbon.

El profesor Juan Andrés, director del Laboratorio de Química Teórica y Computacional (QTC) de la UJI, ha explicado que «este nuevo equipamiento permite el manejo de la interacciones de electrones con compuestos químicos y materiales, como metales y óxidos metálicos, para transformar su estructura y mejorar así sus propiedades químicas y físicas. Es una nueva tecnología que permite la obtención de compuestos y materiales innovadores».

En esta investigación se han utilizado un amplio rango de técnicas experimentales como la microscopía electrónica de barrido, de haz localizado, y de transmisión con espectroscopia de rayos X por dispersión de energía, la difracción de rayos X, la espectroscopia Raman, y la espectroscopia de fotolectrones.

Los doctorandos Marcelo de Assís y Vinicius Teodoro, que estan preparando sus tesis doctorales en la universidad pública de Castellón, han detallado que «en este trabajo se ha aplicado la irradiación de electrones al carbono para obtener diferentes estructuras, como el grafito, diamante, fulereno y grafeno. Además, se ha conseguido la deposición de hierro, que actua como catalizador para la obtención de multicapas de fulereno y la formación de nanopartículas de magnetita en el interior de nanotubos de carbono».

Esta nueva tecnología se basa en la naturaleza cuántica de las interacciones electrón-materia. Los cálculos y simulaciones utilizando métodos y técnicas avanzadas de la Química Teórica y Computacional han permitido desentrañar, a nivel atómico, el mecanismo de este tipo de interacciones y así diseñar y optimizar el funcionamiento de este nuevo equipamiento. El siguiente paso es el traslado de todo este conocimiento científico y nuevas tecnologías al sector industrial para fabricar y comercializar materiales avanzados con aplicaciones en diferentes áreas como la catálisis, cerámica, química fina, etcétera.

La investigación ha contado también con la participación de Elson Longo, director del CDMF, el doctor Jefferson Bettini del LNNano, y Joao do Carmo del DEI. Su desarrollo se ha llevado a cabo en universidades públicas, y ha sido financiada por entidades públicas como los ministerios de Ciencia y Tecnología de España y Brasil (Cepids, CNPq, y INCTMN), la Generalitat Valenciana, el Estado de Sao Paulo (Fapesp) y la UJI.

Referencia bibliográfica

João Paulo de Campos da Costa, Vinícius Teodoro, Marcelo Assis, Jefferson Bettini, Juan Andrés, João Paulo Pereira do Carmo, Elson Longo. A scalable electron beam irradiation platform applied for allotropic carbon transformation. Carbon, Volume 174,2021,Pages 567-580, ISSN 0008-6223,

Fuente: UJI

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