Investigadores de la Universidad Tecnológica de Hamburgo han producido platino nanoporoso (np-Pt), una matriz de platino que contiene poros diminutos para aumentar la conducción de energía, en grandes cantidades y de forma rentable, con el objetivo de mejorar los materiales de los actuadores.
Actualidad - Internacionales05/12/2023
Minería Sustentable
Los actuadores son componentes comunes de las máquinas que convierten la energía en movimiento, como los músculos del cuerpo humano, los elementos vibratorios de los teléfonos móviles o los motores eléctricos.
Los materiales ideales para los actuadores necesitan buenas propiedades electroquímicas para conducir repetidamente corrientes eléctricas formadas por electrones que fluyen y excelentes propiedades mecánicas para resistir el estrés físico asociado con el movimiento continuo.
Aquí es donde entra en juego el nuevo material np-Pt, ya que está formado por una red interconectada aleatoria de hebras o ligamentos de platino muy finos, tan pequeños como dos nanómetros (10-9 m) de diámetro, que crean pequeños poros entre ellos. las hebras, mejorando el movimiento de electrones o átomos cargados a través del material.
Es importante destacar que el equipo utilizó un método de fabricación eficiente que redujo el costo asociado con la síntesis de un np-Pt. Al disminuir el diámetro de los hilos de Pt, aumentan tanto la relación superficie-volumen como la estabilidad mecánica del material np-Pt, mejorando el rendimiento del actuador del material.
El platino nanoporoso está formado por ligamentos o hebras de platino interconectados de pequeño diámetro, tan pequeños como dos nanómetros (10-9 m) de diámetro, con pequeños poros en el medio. (Imagen de Energy Materials and Devices, Tsinghua University Press).
En un artículo publicado en la revista Energy Materials and Devices, los investigadores señalan que, en comparación con otros metales y materiales nanoporosos que se están investigando para su uso potencial como actuadores, el np-Pt es físicamente más robusto y probablemente funcionaría bien como material sensor o detector. frente a otros materiales nanoporosos que son demasiado frágiles.
"El fino tamaño del ligamento de np-Pt podría proporcionar un área de superficie mejorada que hace que el material sea un prometedor... catalizador de reacciones químicas, así como un material actuador", dijo Haonan Sun, primer autor del artículo.
Según Sun, como catalizador, el np-Pt aceleraría la velocidad de reacciones químicas específicas. Sin embargo, en su opinión, el principal avance de esta investigación es que él y su equipo obtuvieron np-Pt a granel mediante desaleación electroquímica.
“Todos los estudios anteriores sobre np-Pt se basaban en nanopartículas o películas que se preparaban utilizando partículas de Pt comerciales más caras. Por lo tanto, el método fácil y económico de desaleación aumenta la practicidad del np-Pt y hace posible futuras investigaciones”, afirmó el científico.
Específicamente, la desaleación es un proceso de lixiviación o corrosión selectiva en el que un componente de una aleación, o mezcla de materiales, se elimina selectivamente del material. Antes del proceso de desaleación, el material es una mezcla uniforme. Después del proceso de lixiviación selectiva, los materiales mezclados químicamente más activos se eliminan parcialmente del material, dejando pequeños poros.
En este caso, el np-Pt se fabricó lixiviando selectivamente cobre a partir de una aleación de platino-cobre (Pt15Cu85) utilizando ácido sulfúrico (H2SO4). Antes de este estudio, nunca se había fabricado np-Pt en grandes cantidades.
El equipo de investigación sugiere que el desempeño exitoso del np-Pt a granel sirve como modelo para el desarrollo de otros metales nanoporosos que pueden investigarse para determinar su idoneidad como posibles materiales actuadores, sensores de deformación o catalizadores de reacciones químicas.
Fuente: Mining.com
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