Los científicos han sintetizado un tipo de vidrio que puede volver a unirse después de ser dañado por la radiación gamma.
Los investigadores observaron que las películas de vidrio calcogenuro con defectos inducidos por rayos gamma se recuperaban gradualmente con el tiempo a temperatura ambiente, volviendo a un estado de integridad estructural sin ninguna otra intervención.
El descubrimiento, liderado por el ingeniero Myungkoo Kang, de la Universidad Alfred en Estados Unidos, revela un material que podría ser realmente útil en lugares como entornos espaciales, donde la radiación gamma fluye constantemente, o instalaciones radiactivas donde sensores resistentes a la radiación marcarían una enorme diferencia.
“La gente busca cada vez más vidrios que tengan una transparencia óptica similar a la de cristales como el germanio, que puedan diseñarse por su composición y propiedades para su uso en aplicaciones en las que se pueda utilizar el germanio”. dice la física Kathleen Richardson de la Universidad de Florida Central.
“Estos vidrios se utilizan cada vez más en sistemas en los que la comunidad busca alternativas a algunas de las soluciones cristalinas que se han utilizado históricamente”.
Vaso es un Material bastante extraño al Los mejores tiempospero extremadamente útil de diversas maneras. Vidrios de calcogenuro – aquellos que incluyen azufre, selenio, telurio o polonio – interactúan con la luz de maneras que los hacen útiles para dispositivos ópticos, especialmente en el ámbito de la detección infrarroja.
Kang y sus colegas estaban fabricando exactamente ese vidrio para utilizarlo en circuitos satelitales, utilizando cantidades muy precisas de azufre, germanio y antimonio.
“Estos vidrios excluyen el oxígeno, y eso es lo que los hace especiales para el infrarrojo”, Richardson dice“Están formados por elementos que se encuentran en el extremo derecho de la tabla periódica. Cuando se unen, forman materiales muy transparentes al infrarrojo, pero con átomos muy grandes y enlaces débiles”.
Estos vidrios necesitan ser probados bajo las tensiones a las que pueden estar expuestos en condiciones de operación, y una de estas para entornos espaciales es la radiación gamma.
No estamos expuestos a los rayos gamma espaciales aquí en la superficie de la Tierra, ya que nuestra atmósfera funciona como un escudo muy efectivo, pero la desintegración radiactiva de ciertos isótopos elementales puede producir radiación gamma.
Para exponer sus muestras a la forma altamente energética de la luz, los investigadores colocaron sus muestras en irradiadores alimentados por cobalto-60una forma sintética de cobalto radiactivo. Esta exposición creó defectos microscópicos en el vidrio al distorsionar los enlaces débiles entre los átomos.
Luego, el vidrio se colocó a temperatura ambiente y, 30 días después, el vidrio se había recuperado.
“Debido a que son átomos grandes y enlaces débiles, con el tiempo, estos enlaces pueden relajarse y reformarse a partir de esta disposición distorsionada y, por lo tanto, sanar”. Richardson dice.
“El concepto del vidrio autorreparador es que, cuando nuestros experimentos se exponen a una radiación de alta energía, estos enlaces se distorsionan o se rompen. Con el tiempo, la temperatura ambiente es suficiente para reparar estos enlaces y que las estructuras puedan reformarse por sí solas”.
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El potencial en este caso es bastante interesante. El vidrio, o una forma futura de este, podría algún día usarse como un sensor de radiación reversible y duradero para entornos extremos, por ejemplo.
El equipo espera desarrollar aún más el vidrio y usarlo como trampolín para, con suerte, crear otros vidrios que tengan la misma capacidad de autocuración.
“En el futuro, mi nuevo grupo de investigación tiene como objetivo desarrollar nuevas cerámicas inducidas por irradiación junto con métodos de metrología óptica y microestructural in situ como una ruta hacia la realización de plataformas ópticas ligeras ultrarrápidas”. Kang dice.
“Mi investigación bajo el tema unificador de los efectos de la irradiación en la cerámica calcogenura ha producido un resultado muy impactante”.
La investigación ha sido publicada en la revista Boletín de la Sociedad de Investigación de Materiales.