Ciencia

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Descubren un nuevo material que enfría hasta el cero absoluto

El hallazgo, realizado por investigadores del CSIC, ofrece nuevas posibilidades en el campo de la criogenia y la tecnología espacial

Día 17/06/2011 - 08.32h

Una investigación liderada por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha identificado un nuevo material magnético de base molecular, el acetato de gadolinio tetrahidrato, que permite refrigerar a temperaturas cercanas al cero absoluto (-273,15° C), la temperatura teórica más baja posible, a un coste mucho menor que los materiales empleados actualmente. Las conclusiones del estudio, publicado en la revista Angewandte Chemie, ofrecen nuevas posibilidades en el campo de la criogenia y la tecnología espacial.

“En el mundo de la investigación científica los experimentos a temperaturas cercanas al cero absoluto son muy importantes porque permiten estudiar las propiedades magnéticas, eléctricas y térmicas de los materiales en su estado fundamental, dando así lugar al desarrollo de nuevos materiales y nuevas aplicaciones", explica el investigador del CSIC, Marco Evangelisti, del Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón. "En la actualidad se emplea Helio-3 para estos fines, sin embargo desde hace unos años conlleva unos costes altísimos, ya que su uso en el ámbito de la seguridad internacional para detectar armas químicas ha disparado la demanda”.

El acetato de gadolinio tetrahidrato ofrece, según los investigadores que han desarrollado el estudio, una alternativa más económica al Helio-3 en los trabajos en los que se precisa acercarse al cero absoluto, ese punto en el que los átomos de los materiales, que están en continuo movimiento debido a la oscilación térmica, dejan de vibrar. La base del funcionamiento del acetato de gadolinio tetrahidrato se encuentra en el denominado efecto magnetocalórico, la propiedad que tienen algunos materiales de enfriarse o calentarse cuando se les aplica una variación de campo magnético.

El mejor refrigerante magnético

“Cualquier material magnético presenta este efecto magnetocalórico, pero en la gran mayoría de los casos el efecto es demasiado pequeño como para tener interés tecnológico. Los experimentos que hemos realizado demuestran que el acetato de gadolinio tetrahidrato posee un efecto magnetocalórico extraordinariamente elevado en el rango de temperaturas del helio líquido, lo que lo convierte en el mejor refrigerante magnético para aplicaciones criogénicas descubierto hasta la fecha”, apunta Evangelisti.

La ventaja de los materiales de base molecular respecto a los más tradicionales reside, según los investigadores, en la alta versatilidad química que permite “diseñar” y predecir sus propiedades a la carta.

Aplicación en tecnología espacial

Entre las aplicaciones prácticas del acetato de gadolinio tetrahidrato se encuentra la ciencia del espacio. “Diversas agencias espaciales están desarrollando sensores de radiación electromagnética, que deben funcionar en el espacio a temperaturas extremadamente bajas. Las tecnologías criogénicas actuales utilizan materiales magnéticos para la refrigeración de los sensores. El acetato de gadolinio tetrahidrato "simplificaría tremendamente el sistema de refrigeración y permitiría su uso de forma eficaz en el espacio”, concluye el investigador del CSIC.

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