Fuente: Centro de Investigaciones Científicas Isla de la Cartuja

Comparativa del oro nano-poroso y su simulación, al microscopio

Investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla, perteneciente al Centro de Investigaciones Científicas Isla de la Cartuja (cicCartuja), han conseguido desarrollar una técnica para sintetizar oro nano-poroso, un material clave para la eliminación de gases nocivos para el medioambiente y reducir su emisión a la atmósfera. El oro nano-poroso es un material que contiene gran cantidad de estructuras cavernosas de tamaño nanométrico, que penetran profundamente desde la superficie del material hacia su interior. Estas estructuras permiten la entrada de diferentes gases, tales como el monóxido de carbono, dióxido de azufre, ozono, etc., y favorecen su conversión en otros gases menos nocivos para el medioambiente. Aunque este material se había sintetizado con anterioridad mediante métodos químicos, la novedad de esta nueva técnica reside en la utilización de plasmas para fabricarlo, lo que permite ordenar las estructuras porosas y tener un mayor control sobre su tamaño, profundidad de penetración y conectividad. Los resultados de esta investigación han sido considerados de alto interés por los editores de la prestigiosa revista Nanotechnology*, una de las de mayor impacto en el área de Ciencia de los Materiales, donde se publicará un artículo en las próximas fechas.

El equipo español está liderado por investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla y del Instituto de Microelectrónica de Madrid, en colaboración con la Universidad de Sevilla y el centro HASYLAB, situado en Hamburgo (Alemania). La naturaleza mixta del equipo de investigadores, formado por científicos teóricos y experimentales, ha permitido generar conocimiento no sólo desde el punto de vista fundamental, sobre procesos colectivos de interacción entre átomos que dan lugar a estructuras nano-porosas, sino también desde el punto de vista aplicado, ya que ha hecho posible sintetizar oro con dicha estructura. Para llevar a cabo esta investigación se han empleado diversas técnicas experimentales avanzadas así como multitud de simulaciones por ordenador que han requerido meses de computación. Dos de estas simulaciones se pueden ver en los vídeos que aparecen en los enlaces http://youtu.be/YN23hNeiIVs?hd=1, donde se aprecia el crecimiento de estructuras nano-porosas ordenadas e inclinadas, y enhttp://youtu.be/i4NSfHg0_lQ?hd=1, donde aparecen estructuras cavernosas verticales y desordenadas.

La posibilidad de sintetizar oro con nano-porosidad controlada abre una nueva puerta a aplicaciones tecnológicas en campos tan diversos como la eliminación de gases contaminantes, el desarrollo de sensores, la industria petroquímica (oxidación del metanol), las células de combustible, materiales plasmónicos, etc. Esta investigación ha sido financiada por diversos proyectos de investigación nacionales y autonómicos, en especial por el proyecto Consolider Ingenio FUNCOAT, financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad, y el proyecto PLASMATER financiado por la Junta de Andalucía.

* “Growth regimes of porous gold thin films deposited by magnetron sputtering at oblique incidence: from compact to columnar microstructures”, R. Álvarez, J. M. García-Martín, M. Macías-Montero, L. Gonzalez-Garcia, J.C. González, V. Rico, J. Perlich, J. Cotrino, A. R. González-Elipe, A. Palmero,Nanotechnology, en prensa.