{"id":783,"date":"2016-02-04T10:32:05","date_gmt":"2016-02-04T13:32:05","guid":{"rendered":"https:\/\/www.nachodelatorre.com.ar\/mosconi\/?p=783"},"modified":"2016-02-04T10:32:05","modified_gmt":"2016-02-04T13:32:05","slug":"un-fullereno-se-convierte-en-la-primera-molecula-bitermoelectrica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fie.undef.edu.ar\/ceptm\/?p=783","title":{"rendered":"Un fullereno se convierte en la primera mol\u00e9cula bitermoel\u00e9ctrica"},"content":{"rendered":"

Un equipo internacional en el que participan f\u00edsicos de la Universidad Aut\u00f3noma de Madrid y el instituto IMDEA-Nanociencia ha identificado y caracterizado la primera mol\u00e9cula bitermoel\u00e9ctrica conocida: el fullereno Sc3<\/sub>N@C80<\/sub>, que adem\u00e1s de una esfera de carbonos, incluye escandio y nitr\u00f3geno. Los experimentos evidencian que es posible modificar las propiedades termoel\u00e9ctricas de estas mol\u00e9culas mediante su orientaci\u00f3n y la presi\u00f3n ejercida sobre ellas.<\/p>\n

M\u00e1s de la mitad de la energ\u00eda mundial se desperdicia en forma de calor. Los materiales termoel\u00e9ctricos, que convierten el calor directamente en electricidad, son una soluci\u00f3n id\u00f3nea para la recuperaci\u00f3n de parte de este calor residual. Sin embargo, los materiales disponibles actualmente tienen un rendimiento limitado, un elevado coste y una excesiva toxicidad.<\/p>\n

La b\u00fasqueda de materiales termoel\u00e9ctricos org\u00e1nicos de bajo coste, eficaces y respetuosos con el medio ambiente constituye un activo campo de investigaci\u00f3n, cuyos resultados podr\u00edan tener un gran impacto en nuestra sociedad. En este marco, investigadores de la Universidad Aut\u00f3noma de Madrid, el instituto IMDEA-Nanociencia y otros centros internacionales han realizado un estudio sobre el dise\u00f1o y control de materiales bitermoel\u00e9ctricos a base de fullerenos (esferas de carbonos) con otros elementos. El estudio se publica en la revista Nature Materials<\/em>.<\/p>\n

Los sistemas bitermoel\u00e9ctricos son mol\u00e9culas que pueden tener un coeficiente termoel\u00e9ctrico tanto positivo como negativo, dependiendo de su orientaci\u00f3n y en las que es posible, adem\u00e1s, modificar su valor ejerciendo presi\u00f3n sobre ellas. El coeficiente termoel\u00e9ctrico o coeficiente Seebeck es una medida del voltaje que aparece por grado de temperatura aplicado y su signo depende de los portadores de carga en el sistema (los electrones o huecos). El signo de este coeficiente proporciona informaci\u00f3n muy valiosa sobre el tipo de transporte que tiene lugar a trav\u00e9s de la mol\u00e9cula.<\/p>\n

En este caso, los investigadores han desarrollado un fullereno endoh\u00e9drico, dentro del que se introduce otra mol\u00e9cula mediante s\u00edntesis qu\u00edmica. En concreto, la mol\u00e9cula Sc3<\/sub>N@C80<\/sub>, con 80 \u00e1tomos de carbono (C), tres \u00e1tomos de escandio (Sc) y un \u00e1tomo de nitr\u00f3geno (N).<\/p>\n

Para estudiar las propiedades de transporte en mol\u00e9culas individuales se utiliz\u00f3 un microscopio de efecto t\u00fanel (o STM, por sus siglas en ingl\u00e9s). Es una herramienta muy potente que permite, utilizando una punta de oro como electrodo, visualizar las mol\u00e9culas depositadas en una superficie tambi\u00e9n de oro (segundo electrodo) y, posteriormente, tocarlas y caracterizar el transporte el\u00e9ctrico. Adem\u00e1s, calentando la punta del STM unos 40\u00b0C por encima de la temperatura ambiente, y estableciendo una diferencia de temperatura entre los dos electrodos, es posible medir termoelectricidad en uniones moleculares individuales.<\/p>\n

Las uniones moleculares formadas por Sc3<\/sub>N@C80<\/sub> presentan diferente comportamiento termoel\u00e9ctrico con portadores de carga negativa (electrones), ya que \u00e9stos se desplazan en un sentido u otro, dependiendo de la orientaci\u00f3n de cada mol\u00e9cula. Adem\u00e1s, es posible modificar las propiedades de transporte de estas mol\u00e9culas ejerciendo presi\u00f3n sobre ellas con la punta del STM.<\/p>\n

Orientaci\u00f3n en una superficie de oro<\/strong><\/p>\n

\u201cLa orientaci\u00f3n de las mol\u00e9culas en la superficie de oro determina que la corriente el\u00e9ctrica pase en uno u otro sentido, lo que fija el signo del coeficiente Seebeck; y, mediante la presi\u00f3n, se observa que el valor de este coeficiente se vuelve siempre m\u00e1s negativo. De esta forma, si su valor es inicialmente positivo, puede tener lugar un cambio de signo al ejercer presi\u00f3n. La clave de este comportamiento tan peculiar consiste en la aparici\u00f3n de una resonancia de transporte situada en la mol\u00e9cula met\u00e1lica dentro del fullereno y a la cual son sensibles los electrones que pasan por la mol\u00e9cula\u201d, explican los miembros del equipo.<\/p>\n

Este hallazgo abre la puerta al estudio de un nuevo tipo de materiales que puede permitir importantes avances en aplicaciones tecnol\u00f3gicas de recuperaci\u00f3n de calor, sensores o sistemas de refrigeraci\u00f3n. Al ser un \u00fanico material el que muestra ambos comportamientos termoel\u00e9ctricos, puede resultar m\u00e1s f\u00e1cil eliminar problemas de acoplo, ya que s\u00f3lo requiere el desarrollo de superficies adecuadas que permitan fijar, preferentemente, la orientaci\u00f3n de las mol\u00e9culas.<\/p>\n

El objetivo es conseguir materiales adecuados, con una eficiencia \u00f3ptima, de forma que el uso de dispositivos termoel\u00e9ctricos ayude a resolver el gran reto que suponen las elevadas p\u00e9rdidas energ\u00e9ticas actuales.<\/p>\n

Adem\u00e1s de \u00a0los f\u00edsicos del Centro de Investigaci\u00f3n de F\u00edsica de la Materia Condensada (IFIMAC) de la UAM y de IMDEA-Nanociencia, en este trabajo participaron otros cient\u00edficos de la Universidad de Lancaster y de la Universidad de Oxford \u00a0en el Reino Unido.<\/p>\n

Fuente:<\/strong>\u00a0http:\/\/www.agenciasinc.es<\/a><\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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