{"id":9714,"date":"2013-09-14T07:56:58","date_gmt":"2013-09-14T06:56:58","guid":{"rendered":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/?p=9714"},"modified":"2013-09-14T07:56:58","modified_gmt":"2013-09-14T06:56:58","slug":"los-cuasicristales-un-nuevo-orden-de-la-materia","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2013\/09\/14\/los-cuasicristales-un-nuevo-orden-de-la-materia\/","title":{"rendered":"Los cuasicristales: un nuevo orden de la materia"},"content":{"rendered":"<p style=\"text-align: justify;\">La vida de la ciencia<\/p>\n<div><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" title=\"El israel\u00ed Daniel Shechtman\" src=\"http:\/\/www.antena3.com\/clipping\/2011\/10\/05\/00139\/31.jpg\" alt=\"El israel\u00ed Daniel Shechtman\" width=\"644\" height=\"351\" \/><\/div>\n<div><strong>\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 El israel\u00ed Daniel Shechtman<\/strong> | Foto: technionitalia.it<\/div>\n<p style=\"text-align: justify;\">El premio nobel de qu\u00edmica de 2011 ha sido concedido a Daniel Shechtman (Instituto Technion, Israel) por su descubrimiento de los cristales cuasiperi\u00f3dicos (cuasicristales) en 1982. Dicho descubrimiento vino acompa\u00f1ado por dos grandes paradojas de car\u00e1cter fundamental. La primera, de naturaleza esencialmente estructural, se resolvi\u00f3 en 1992 mediante una nueva definici\u00f3n de cristal por parte de la Uni\u00f3n Cristalogr\u00e1fica Internacional, definici\u00f3n inspirada en la noci\u00f3n de s\u00f3lido aperi\u00f3dico introducida por Schr\u00f6dinger medio siglo antes. La segunda paradoja surgi\u00f3 del estudio detallado de las propiedades f\u00edsico-qu\u00edmicas de las fases cuasicristalinas termodin\u00e1micamente estables: aleaciones formadas por metales, pero que manifiestan un comportamiento at\u00edpico, semejante al de los materiales semiconductores. En este caso, y a pesar de la intensa actividad experimental y te\u00f3rica desplegada durante dos d\u00e9cadas, la posible soluci\u00f3n de la paradoja sigue a\u00fan abierta.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" id=\"irc_mi\" style=\"margin-top: 131px;\" src=\"http:\/\/3.bp.blogspot.com\/_QhQy9O476xk\/SPhtEq3W7mI\/AAAAAAAAAE0\/XiQ1ZJKWtV4\/s640\/5p3.GIF\" alt=\"\" width=\"640\" height=\"131\" \/><\/p>\n<ol style=\"text-align: justify;\">\n<li>Introducci\u00f3n<\/li>\n<\/ol>\n<p style=\"text-align: justify;\">El estudio de las formas minerales, hermosa materializaci\u00f3n en la Naturaleza de los poliedros ideales creados por la matem\u00e1tica, dio lugar a la descripci\u00f3n de la geometr\u00eda b\u00e1sica del s\u00f3lido en t\u00e9rminos de un conjunto de celdas elementales, que al ensamblarse entre s\u00ed peri\u00f3dicamente dan lugar a la formaci\u00f3n del entramado cristalino del que derivan las caras lisas y las aristas cinceladas propias del reino mineral. Y es que el orden peri\u00f3dico supone una econom\u00eda del conocimiento extraordinaria, pues permite afirmar con certeza que la distribuci\u00f3n at\u00f3mica que encontramos en una celda arbitraria, se encontrar\u00e1 con id\u00e9ntica disposici\u00f3n muy lejos de all\u00ed. Convenientemente matematizada esta propiedad hace posible resolver con elegancia y rigor un gran n\u00famero de cuestiones relacionadas con las propiedades de los s\u00f3lidos, lo que explica c\u00f3mo fue arraigando progresivamente, desde los albores de la cristalograf\u00eda, la idea de que el orden en la materia debe ser esencialmente peri\u00f3dico, un supuesto que se convirti\u00f3 en el paradigma que defin\u00eda la noci\u00f3n misma de cristal.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" id=\"irc_mi\" style=\"margin-top: 0px;\" src=\"http:\/\/2.bp.blogspot.com\/-bC--qPENfLU\/ULPOLk93jCI\/AAAAAAAAAZw\/ODiqdyY3wvA\/s1600\/CrystalsModel.jpg\" alt=\"\" width=\"286\" height=\"393\" \/><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">El <strong>teorema de restricci\u00f3n cristalogr\u00e1fica<\/strong>, en su forma b\u00e1sica, se basa en la observaci\u00f3n de que las <a title=\"Simetr\u00eda\" href=\"http:\/\/es.wikipedia.org\/wiki\/Simetr%C3%ADa\">simetr\u00edas<\/a> <a title=\"Movimiento de rotaci\u00f3n\" href=\"http:\/\/es.wikipedia.org\/wiki\/Movimiento_de_rotaci%C3%B3n\">rotacionales<\/a> de un <a title=\"Cristal\" href=\"http:\/\/es.wikipedia.org\/wiki\/Cristal\">cristal<\/a> se limitan generalmente a los \u00f3rdenes 2, 3, 4 y 6.<sup id=\"cite_ref-1\"><a href=\"http:\/\/es.wikipedia.org\/wiki\/Teorema_de_restricci%C3%B3n_cristalogr%C3%A1fica#cite_note-1\">1<\/a><\/sup> Sin embargo, en los <a title=\"Cuasicristal\" href=\"http:\/\/es.wikipedia.org\/wiki\/Cuasicristal\">cuasicristales<\/a> se pueden presentar otras simetr\u00edas, como la de orden 5, las cuales no fueron descubiertas hasta 1984 por el <a title=\"Premio Nobel de Qu\u00edmica\" href=\"http:\/\/es.wikipedia.org\/wiki\/Premio_Nobel_de_Qu%C3%ADmica\">premio Nobel de Qu\u00edmica<\/a> 2011, <a title=\"Dan Shechtman\" href=\"http:\/\/es.wikipedia.org\/wiki\/Dan_Shechtman\">Dan Shechtman<\/a>.<\/p>\n<ol style=\"text-align: justify;\">\n<li>El teorema de restricci\u00f3n cristalogr\u00e1fica<\/li>\n<\/ol>\n<p style=\"text-align: justify;\">A la par que sencilla y conveniente la noci\u00f3n de periodicidad resulta tambi\u00e9n muy exigente. Su servidumbre m\u00e1s importante viene descrita por el teorema de restricci\u00f3n cristalogr\u00e1fica, que determina cu\u00e1les son las simetr\u00edas de rotaci\u00f3n compatibles con la existencia del entramado discreto de nudos que caracteriza una red cristalina peri\u00f3dica. Su enunciado es conciso: los \u00fanicos giros posibles, compatibles con la exigencia de que desde un nudo encontremos otro nudo del cristal vienen dados por la condici\u00f3n.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">1 + cos 2\u03c6 = n, n \u0454 Z.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Donde \u03c6 es el \u00e1ngulo de rotaci\u00f3n. De modo que los \u00fanicos giros que son compatibles con la simetr\u00eda de traslaci\u00f3n peri\u00f3dica corresponden a los ejes de rotaci\u00f3n de orden 2, 3, 4 y 6. La presencia de ejes quinarios est\u00e1 prohibida, al igual que la de cualquier eje de orden superior al 6. A pesar de su sencillez las consecuencias del teorema de restricci\u00f3n son tremendamente exigentes. No obstante, durante setenta a\u00f1os, la validez de este esquema interpretativo vino avalada por la notable concordancia entre los modelos cristalogr\u00e1ficos propuestos y los patrones de difracci\u00f3n obtenidos experimentalmente para los distintos materiales estudiados. Hasta que el 8 de abril de 1982, los at\u00f3nitos ojos de Daniel Shechtman contemplaron un patr\u00f3n de difracci\u00f3n que, al parecer, no pod\u00eda existir.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" id=\"irc_mi\" style=\"margin-top: 0px;\" src=\"http:\/\/3.bp.blogspot.com\/-5YKSr0r_C5U\/ToCqCBzSXlI\/AAAAAAAAAqs\/V_RsC5tx_n4\/s1600\/microscopio-electronico-de-barrido-de-schottky-sesem-237074%255B1%255D.jpg\" alt=\"\" width=\"434\" height=\"393\" \/><\/p>\n<ol style=\"text-align: justify;\">\n<li>El hallazgo<\/li>\n<\/ol>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<blockquote>\n<p style=\"text-align: justify;\">\u201c<em>Estaba analizando una aleaci\u00f3n de aluminio y manganeso a trav\u00e9s de un microscopio electr\u00f3nico cuando sucedi\u00f3 algo muy extra\u00f1o e improvisto. El patr\u00f3n de difracci\u00f3n mostraba diez puntos brillantes, igualmente espaciados del centro y entre s\u00ed. Los cont\u00e9 y repet\u00ed la cuenta otra vez, dici\u00e9ndome: \u00a1este bicho no existe! (en hebreo: Ein chaya kazo). Entonces sal\u00ed al pasillo para compartirlo, pero ah\u00ed no hab\u00eda nadie\u2026\u201d.<\/em><\/p>\n<\/blockquote>\n<p style=\"text-align: justify;\">Aquel pasillo vac\u00edo result\u00f3 ser toda una premonici\u00f3n de la fr\u00eda acogida que su descubrimiento iba a recibir inicialmente entre sus colegas. Tan sorprendidos como \u00e9l, aunque para petados, en su inmensa mayor\u00eda, en un prudente y oportuno escepticismo. Y las cosas empeoraron a\u00fan m\u00e1s cuando un octogenario Linus Pauling, dos veces laureado con el Premio Nobel (el de Qu\u00edmica primero y el de la Paz despu\u00e9s), declar\u00f3 la guerra a la interpretaci\u00f3n que Shechtman propon\u00eda para aquellos materiales que, prohibidos por los legisladores te\u00f3ricos, se ergu\u00edan desafiantes en el laboratorio como heraldos del advenimiento de una nueva cristalograf\u00eda. No deja por ello de tener cierta sagaz iron\u00eda que, casi treinta a\u00f1os despu\u00e9s del hallazgo y la pol\u00e9mica, la academia sueca haya decidido conceder a Shechtman el premio Nobel precisamente en Qu\u00edmica, el campo en el que militaba tambi\u00e9n su feroz oponente.<\/p>\n<ol style=\"text-align: justify;\">\n<li>La primera paradoja<\/li>\n<\/ol>\n<p style=\"text-align: justify;\">El primer an\u00e1lisis detallado de los patrones de difracci\u00f3n electr\u00f3nica obtenidos por Schechtman apareci\u00f3 publicado en la prestigiosa revista Physical Review Letters bajo el t\u00edtulo: \u201c<em>Una fase met\u00e1ica con orden orientacional de largo alcance y sin simetr\u00eda de traslaci\u00f3n\u201d. <\/em>En efecto, si prestamos atenci\u00f3n a la organizaci\u00f3n de los puntos que aparecen en el patr\u00f3n mostrado en la Figura 1 podemos observar claramente la presencia de muchos picos de difracci\u00f3n (que evidencian la presencia de un orden de largo alcance) agrupados en motivos pentagonales (incompatibles con la simetr\u00eda de traslaci\u00f3n peri\u00f3dica). Debe existir, por tanto, otro tipo de orden que sea capaz de producir correlaciones de largo alcance y que no se base en la mera periodicidad. En efecto, dicho principio ordenador existe y est\u00e1 basado en la simetr\u00eda de inflaci\u00f3n. Si uno mide las distancias entre puntos consecutivos a lo largo de un eje radial en el patr\u00f3n de difracci\u00f3n puede constatar que dichas separaciones definen una serie geom\u00e9trica cuya raz\u00f3n viene dada por el n\u00famero irracional \u03c4 = (1+\u221a5)\/2, conocido como la raz\u00f3n \u00e1urea, que expresa la proporci\u00f3n entre la longitud de la diagonal y el lado en un pent\u00e1gono regular.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" id=\"irc_mi\" style=\"margin-top: 0px;\" src=\"http:\/\/pendientedemigracion.ucm.es\/info\/otri\/cult_cient\/infocientifica\/imagenes\/201105_02mon_01img.jpg\" alt=\"\" width=\"523\" height=\"393\" \/><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Es m\u00e1s, si trazamos sendas l\u00edneas uniendo los distintos v\u00e9rtices de un pent\u00e1gono formado por los picos m\u00e1s intensos (tal como se muestra en el recuadro inferior), vemos que los puntos de intersecci\u00f3n definen un nuevo pent\u00e1gono cuyo tama\u00f1o guarda una relaci\u00f3n de semejanza, determinada por la proporci\u00f3n \u03c4<sup>2<\/sup>, con respecto al tama\u00f1o del pent\u00e1gono original. Esta construcci\u00f3n geom\u00e9trica, tambi\u00e9n denominada pentagrama pitag\u00f3rico, manifiesta la presencia de una simetr\u00eda de invariancia de escala (t\u00edpica de las estructuras fractales), expresada de forma natural por la disposici\u00f3n espacial de los \u00e1tomos en un fragmento de materia cuasicristalina.<\/p>\n<ol style=\"text-align: justify;\">\n<li>Un nuevo ordenamiento de la materia: Los cuasicristales<\/li>\n<\/ol>\n<p style=\"text-align: justify;\">As\u00ed pues, la primera paradoja se desvela al considerar que los legisladores te\u00f3ricos se dejaron seducir por un supuesto t\u00e1cito: el \u00fanico modo de rellenar el espacio con \u00e1tomos de forma ordenada y sistem\u00e1tica- pensaron- debe basarse en el recurso de patrones peri\u00f3dicos. Sin embargo, el apilamiento peri\u00f3dico no es el \u00fanico posible a tal efecto. Tambi\u00e9n se pueden ordenar los \u00e1tomos en un material siguiendo un proceso an\u00e1logo al del conocido juego de mu\u00f1ecas rusas, de modo que peque\u00f1os agregados de \u00e1tomos con simetr\u00eda icosa\u00e9drica se anidan en el interior de otros agregados mayores con su misma forma, los cuales, a su vez, se incluyen dentro de nuevos agregados similares de mayor tama\u00f1o.<\/p>\n<div class=\"sumario centro\">\n<div class=\"foto\" style=\"width: 470px;\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" title=\"Enrique Maci\u00e1\" src=\"http:\/\/estaticos01.cache.el-mundo.net\/elmundo\/imagenes\/2011\/10\/20\/ciencia\/1319133613_extras_ladillos_1_0.jpg\" alt=\"Enrique Maci\u00e1\" width=\"470\" height=\"406\" border=\"0\" \/>Enrique Maci\u00e1<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"modulo\">\n<p style=\"text-align: justify;\">Modelo estructural de un cuasicristal icosa\u00e9drico de CdYb basado en agregados moleculares (clusters) en forma de icosidodecaedro, s\u00f3lido regular formado por caras pentagonales y triangulares.<\/p>\n<\/div>\n<p style=\"text-align: justify;\">De este modo el \u00e1tomo deja de ser el protagonista estructural, y es reemplazado por agregados de \u00e1tomos (<em>clusters <\/em>en la terminolog\u00eda anglosajona) dotados de simetr\u00eda icosa\u00e9drica, que se organizan de una forma jer\u00e1rquica en el espacio. Como consecuencia de este esquema estructural, basado en la simetr\u00eda de inflaci\u00f3n, los \u00e1tomos se disponen en el espacio seg\u00fan una distribuci\u00f3n perfectamente regular (conocida t\u00e9cnicamente como ordenamiento <strong><em>cuasiperi\u00f3dico<\/em><\/strong>), en lugar de en la forma peri\u00f3dica usual en los cristales cl\u00e1sicos. El t\u00e9rmino <strong>cuasicristal <\/strong>(contracci\u00f3n de los t\u00e9rminos ingleses <strong><em>queasiperiodic cristal<\/em><\/strong>), propuesto en 1984 por Paul Steinhardt (Universidad de Pennsylvania), se impuso r\u00e1pidamente para designar, de forma gen\u00e9rica, a este tipo de materiales. De este modo, el cuasicristal debe entenderse como \u201c<em>la extensi\u00f3n natural de la noci\u00f3n de cristal peri\u00f3dico a estructuras que posean orden de traslaci\u00f3n cusiperi\u00f3dico\u201d. <\/em>De manera que los cuasicristales son una forma de contracci\u00f3n de los t\u00e9rminos \u201ccristales ordenados cuasi peri\u00f3dicamente\u201d o \u201ccristales cuasiperi\u00f3dicos\u201d, y por tanto el prefijo <em>cuasi<\/em> que precede a la palabra <em>cristal<\/em> <strong><em>no<\/em><\/strong> hace referencia a la calidad estructural del material, sino a la descripci\u00f3n matem\u00e1tica que se hace del mismo, en t\u00e9rminos de funciones cuasiperi\u00f3dicas. En efecto, el marco te\u00f3rico que progresivamente se fue desarrollando para dar cuenta de los finos detalles presentes en los diagramas de difracci\u00f3n obtenidos, hizo patente que nos hall\u00e1bamos ante una <strong>nueva forma de ordenamiento <\/strong>de la materia. La forma de percibir este nuevo ordenamiento en todo su esplendor consiste en aprovechar la propiedad matem\u00e1tica por la que cualquier funci\u00f3n cuasiperi\u00f3dica se puede expresar como una funci\u00f3n peri\u00f3dica en un espacio de dimensi\u00f3n adecuada. De esta forma la cristalograf\u00eda se generaliza en el hiperespacio, dando lugar a la descripci\u00f3n de un cuasicristal icosa\u00e9drico como un cubo en seis dimensiones.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" id=\"irc_mi\" style=\"margin-top: 0px;\" src=\"http:\/\/1.bp.blogspot.com\/-hUjQnEqj7cQ\/TvYzT7X-IeI\/AAAAAAAAH4I\/OHmzNsgTP04\/s1600\/quasicristales.png\" alt=\"\" width=\"290\" height=\"393\" \/><\/p>\n<ol style=\"text-align: justify;\">\n<li>Nueva definici\u00f3n de cristal<\/li>\n<\/ol>\n<p style=\"text-align: justify;\">Debido al crecimiento n\u00famero y a la gran variedad de cuasicristales observados desde 1982 (que contienen tambi\u00e9n ejes octogonales, decagonales y dodecagonales), la Uni\u00f3n Cristalogr\u00e1fica Internacional redefini\u00f3 en 1992 el t\u00e9rmino de cristal, ampli\u00e1ndolo para dar cabida a este nuevo tipo de ordenamiento: \u201c<em>A partir de ahora por cristal entenderemos un s\u00f3lido que tenga un patr\u00f3n de difracci\u00f3n esencialmente discreto\u201d. <\/em>De este modo el atributo caracter\u00edstico del s\u00f3lido cristalino se traslada del espacio f\u00edsico al espacio rec\u00edproco y dentro de la familia de los cristales aperi\u00f3dicos, entendidos estos \u00faltimos como cristales en los que est\u00e1 ausente la simetr\u00eda de traslaci\u00f3n peri\u00f3dica, en l\u00ednea con una antigua (1944) y original propuesta de Erwin Schr\u00f6dinger.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"http:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/5\/5d\/Quasicrystal1.jpg\" alt=\"File:Quasicrystal1.jpg\" width=\"425\" height=\"390\" \/><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 Modelo at\u00f3mico de cuasicristal de Ag-Al.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Un <strong>cuasicristal<\/strong> es una <a title=\"Estructura\" href=\"http:\/\/es.wikipedia.org\/wiki\/Estructura\">forma estructural<\/a> que es <a title=\"Orden\" href=\"http:\/\/es.wikipedia.org\/wiki\/Orden\">ordenada<\/a> pero no <a title=\"Redes de Bravais\" href=\"http:\/\/es.wikipedia.org\/wiki\/Redes_de_Bravais\">peri\u00f3dica<\/a>. Se forman patrones que llenan todo el espacio aunque tienen falta de simetr\u00eda traslacional. Mientras que los <a title=\"Cristal\" href=\"http:\/\/es.wikipedia.org\/wiki\/Cristal\">cristales<\/a>, de acuerdo al cl\u00e1sico <a title=\"Teorema de restricci\u00f3n cristalogr\u00e1fica\" href=\"http:\/\/es.wikipedia.org\/wiki\/Teorema_de_restricci%C3%B3n_cristalogr%C3%A1fica\">teorema de restricci\u00f3n cristalogr\u00e1fica<\/a>, pueden poseer solo simetr\u00edas rotacionales de 2, 3, 4, y 6 pliegues, el patr\u00f3n de <a title=\"Ley de Bragg\" href=\"http:\/\/es.wikipedia.org\/wiki\/Ley_de_Bragg\">difracci\u00f3n de Bragg<\/a> de los cuasicristales muestra picos agudos con otros \u00f3rdenes de simetr\u00eda, por ejemplo de 5 pliegues.<\/p>\n<ol style=\"text-align: justify;\">\n<li>La segunda paradoja<\/li>\n<\/ol>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">El art\u00edculo en el que Levine y Steinhardt introdujeron el concepto de cuasicristal concluye con la frase <em>\u201csi los materiales cuasicristalinos existen realmente (\u2026) con toda seguridad poseer\u00e1n una gran variedad de nuevas propiedades estructurales y electr\u00f3nicas rese\u00f1ables\u201d. <\/em>Dicha propuesta contrasta marcadamente con el punto de vista sostenido por Pauling en otro trabajo en el que, tras afirmar que los cuasicristales se reducen a una serie de maclas ordenadas en forma sutil, a\u00f1ade que\u00a0 <em>\u201cY se\u00f1alo que no existe raz\u00f3n para esperar que estas aleaciones tengan propiedades f\u00edsicas inusuales\u201d. <\/em>As\u00ed pues, \u00bfposeen los cristales cuasiperi\u00f3dicos propiedades espec\u00edficas en virtud de su peculiar forma de ordenamiento?<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Las primeras fases cuasicristalinas descubiertas, obtenidas mediante t\u00e9cnicas de enfriamiento ultrarr\u00e1pido, eran meta estables y pasaban con facilidad el estado cristalino al someter las muestras a tratamientos t\u00e9rminos encaminados a mejorar su estructura. En consecuencia, el estudio de las propiedades f\u00edsicas caracter\u00edsticas de esta nueva fase de la materia no fue posible hasta que, a partir de 1986, diversos equipos internacionales, entre los que destaca el grupo del profesor An Pang Tsai en Jap\u00f3n, descubrieron un n\u00famero creciente de materiales cuasicristalinos termodin\u00e1micamente estables, capaces de preservar una estructura cuasiperi\u00f3dica de extraordinaria calidad hasta alcanzar su punto de fusi\u00f3n (en torno a los 1500 C), mostrando nuevos h\u00e1bitos de crecimiento entre los que destacan los del dodecaedro regular, el prisma decagonal o el triacontaedro, s\u00f3lido formado por treinta caras r\u00f3mbicas. Estos cuasicristales pueden crecer hasta alcanzar tama\u00f1os del orden del cm de modo que ya se les puede someter a pruebas en las que se midan sus propiedades f\u00edsicas con la certeza de que estamos midiendo propiedades intr\u00ednsecas, libres de posibles contaminaciones por fases secundarias. Y al hacerlo se constat\u00f3 la aparici\u00f3n de un extenso conjunto de propiedades f\u00edsicas an\u00f3malas extraordinarias.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" id=\"irc_mi\" style=\"margin-top: 0px;\" src=\"http:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/c\/c4\/Dodecaedro_disdiakis.jpg\" alt=\"\" width=\"442\" height=\"393\" \/><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" id=\"irc_mi\" style=\"margin-top: 0px;\" src=\"http:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/5\/5e\/Cuboctahedron.jpg\" alt=\"\" width=\"400\" height=\"393\" \/><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Por ejemplo, se observa que al aumentar la temperatura la conductividad el\u00e9ctrica aumenta (que es justo lo contrario de lo que suele ocurrir con los metales), pero al estudiar el ritmo al que la conductividad aumenta \u00e9sta no se ajusta a un comportamiento de tipo exponencial (como ocurre en el caso de los semiconductores) sino que sigue una ley de potencia. La termoelectricidad es otra caracter\u00edstica que distingue metales y semiconductores. En general los metales tienen un valor peque\u00f1o del coeficiente de Seebeck, que mide la magnitud del efecto termoel\u00e9ctrico por el cual un material muestra la aparici\u00f3n de una diferencia de potencial entre sus extremos cuando estos se someten a un gradiente de temperatura. En la mayor\u00eda de los metales la magnitud de este efecto es del orden 10 \u03bc V\/K a temperatura ambiente y muestra un comportamiento lineal con la temperatura, mientras que los semiconductores, por el contrario, suelen presentar valores del orden de centenas de\u00a0 \u03bc V\/K y la curva S(T) var\u00eda no linealmente. Este es el caso tambi\u00e9n para ciertos cuasicristales cuyas curvas de termopotencia tienen al pirncipio un comportamiento lineal pero luego empiezan a curvarse, e inlcuso cambian de signo en algunos casos, lo cual podr\u00eda interpretarse como una alternancia en el signo de la carga de los portadores mayoritarios, en conformidad con los resultados obtenidos al medir su efecto Hall. Pero, sin duda, la anomal\u00eda m\u00e1s llamativa para una aleaci\u00f3n formada por \u00e1tomos met\u00e1licos es que los cuasicristales son muy malos condcutores del calor debido, fundamentalmente, a que posen pocos <a href=\"#\" onclick=\"referencia('electron',event); return false;\">electrones<\/a> libres y, en consecuencia, el calor debe propagarse mediante las vibraciones de la estructura at\u00f3mica; propagaci\u00f3n que se ve; a su vez, dificultada por la ausencia de una simetr\u00eda de traslaci\u00f3n en el ordenamiento cuasiperi\u00f3dico de dicha estructura, lo que explica el reducido valor de su conductividad t\u00e9rmica, del orden de 1 W\/mK a temperatura ambiente, comparable el de buenos aislantes t\u00e9rmicos como la al\u00famina o el Pyrex, y dos \u00f3rdenes de magnityd menos que la medida en los materiales met\u00e1licos. Podemos concluir, por tanto, que a la vista de sus propiedades los cuasicristales ocupan una posici\u00f3n intermedia entre los metales y los semiconductores, lo que resulta desconcertante para unos materiales compuestos por elementos que, como Al, Cu, Fe, Pd, Ni, Co o Mn, suelen dar lugar a compuestos t\u00edpicamente met\u00e1licos. Este hecho define la segunda paradoja en el estudio de estos materiales y apunta hacia la posibilidad de la formaci\u00f3n de enlaces qu\u00edmicos poco habituales en aleaciones.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" id=\"irc_mi\" style=\"margin-top: 66px;\" src=\"http:\/\/pazentierrasanta.com\/sites\/default\/files\/cuasicristales_penrose_tiling.jpg\" alt=\"\" width=\"504\" height=\"424\" \/><\/p>\n<ol style=\"text-align: justify;\">\n<li>Posibles aplicaciones.<\/li>\n<\/ol>\n<p style=\"text-align: justify;\">El conocimiento m\u00e1s detallado de los diagramas de fase de las distintas aleaciones implicadas, capaz de precisar las lindes de las peque\u00f1as regiones de estabilidad de las distintas fases cuasicristalinas de gran calidad mediante el empleo de t\u00e9cnicas convencionales, lo cual permite su consideraci\u00f3n para ciertas aplicaciones tecnol\u00f3gicas. En efecto, la primera patente industrial en la que se recoge una aplicaci\u00f3n directa de los cuasicristales como barreras t\u00e9rmicas data de 1988 y fue obtenida por el equipo de Jean Marie Dubois en el Laboratoire Science et G\u00e8nie des Materieaux M\u00e9talliques (Nancy). Desde entonces el n\u00famero de patentes relativas a la fase cuasicristalina se ha ido incrementando paulatinamente, con la intenci\u00f3n de explotar las propiedades inusuales observadas en los cuasicristales, como su elevada dureza, resistencia al rayado y sus propiedades anticorrosivas, para el recubrimiento de instrumental quir\u00fargico o culinario. Las aleaciones cuasicristalinas se presentan como unos materiales competitivos con vistas a su utilizaci\u00f3n como recubrimientos de \u00e1labes de turbina, barreras t\u00e9rmicas o en dispositivos de refrigeraci\u00f3n termoel\u00e9ctrica, por lo que cabe esperar que su estudio depare interesantes resultados, tanto a nivel fundamental como aplicado, durante los pr\u00f3ximos a\u00f1os.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Este trabajo ha sido patrocinado por la Comunidad Aut\u00f3noma de Mdrid y la UCM mediante el Proyecto CCG10-UCM\/MAT-4628.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Enrique Maci\u00e1 Barber<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><em>Dpto. F\u00edsica de Materiales, Facultad CC. F\u00edsicas<\/em><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><em>Universidad Complutense de Madrid<\/em><\/p>\n<div class='bookmark'>\r\n\t\t<table align='left' border='0' cellpadding='0' width='100%'>\r\n\t\t<tr><td><span class='pushbutton'><a href='http:\/\/delicious.com\/post?url=http%3A%2F%2Fwww.emiliosilveravazquez.com%2Fblog%2F2013%2F09%2F14%2Flos-cuasicristales-un-nuevo-orden-de-la-materia%2F&amp;title=Los+cuasicristales%3A+un+nuevo+orden+de+la+materia' title='Delicious' target='_blank' rel='nofollow'><img src='http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-content\/plugins\/knxdt-bookmarks-wordpress-plugin\/images\/delicious.png'  alt='' class='book_img' border='none' style='margin:1px; padding: 0;'  \/><\/a><\/span><span class='pushbutton'><a href='http:\/\/digg.com\/submit?url=http%3A%2F%2Fwww.emiliosilveravazquez.com%2Fblog%2F2013%2F09%2F14%2Flos-cuasicristales-un-nuevo-orden-de-la-materia%2F&amp;title=Los+cuasicristales%3A+un+nuevo+orden+de+la+materia' title='Digg' target='_blank' rel='nofollow'><img src='http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/wp-content\/plugins\/knxdt-bookmarks-wordpress-plugin\/images\/digg.png'  alt='' class='book_img' border='none' style='margin:1px; 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Dicho descubrimiento vino acompa\u00f1ado por dos grandes paradojas de car\u00e1cter fundamental. 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