Cristalul acesta are o super-putere: respiră oxigen

O echipă de oameni de știință a descoperit un oxid metalic cu un nume mai puțin prietenos – SrFe0.5Co0.5O2.5 (sau, mai simplu, SFCO) – care poate „respira”: absoarbe și eliberează atomi de oxigen la temperaturi relativ scăzute, fără să se deterioreze.

Importanța acestei proprietăți vine din faptul că astfel de materiale, numite oxizi de metale de tranziție, pot fi practic „reprogramate” prin adăugarea sau eliminarea atomilor de oxigen. În funcție de acest proces, se modifică caracteristici esențiale precum magnetismul și conductivitatea.

Demonstrat acum la nivel de concept, fenomenul ar putea oferi un nou grad de control asupra materialelor folosite în electronică, energie curată sau construcții, prin simpla manipulare a oxigenului din mediul înconjurător.

SFCO este compus din stronțiu, fier și cobalt, însă doar atomii de cobalt au fost afectați de proces. Această selectivitate deschide perspective pentru reglaje mult mai precise în viitor. „Rezultatul este surprinzător în două moduri”, explică fizicianul Hyoungjeen Jeen, de la Universitatea Națională Pusan, Coreea de Sud. „Doar ionii de cobalt sunt reduși, iar procesul duce la formarea unei structuri cristaline complet noi, dar stabile.”

Pe măsură ce oxigenul era scos din foi extrem de subțiri de material, cristalul devenea mai transparent și mai izolant (rezistența electrică creștea), iar structura sa se dilata ușor. La fel de important, procesul s-a dovedit a fi reversibil: oxigenul poate fi reintrodus, iar materialul revine la forma inițială, fără deteriorări.

„Este ca și cum am fi dat cristalului niște plămâni – poate inhala și expira oxigen la comandă”, spune Jeen.

Una dintre aplicațiile directe ar putea fi în pilele de combustie cu oxid solid, care produc electricitate din hidrogen și se bazează exact pe acest mecanism: absorbția și eliberarea stabilă, reversibilă și controlată a oxigenului.

Desigur, experimentul s-a desfășurat în condiții de laborator foarte bine controlate, nu în medii reale, dar reprezintă un pas major către dezvoltarea unor materiale inteligente, capabile să își ajusteze singure proprietățile în timp real.

„Este un progres esențial spre realizarea materialelor care se pot adapta singure”, subliniază chimistul Hiromichi Ohta, de la Universitatea Hokkaido, Japonia.

Studiul a fost publicat în Nature Communications.

[sursa]