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Ciencia / Materiales / Metales 2DRedacción WIRESdesk

Una nueva ruta abre una familia de metales complejos ultrafinos que antes eran difíciles de fabricar

Una estrategia de adsorción-conversión produce intermetálicos y aleaciones de alta entropía ultrafinos con conductividad de hasta 3×10^7 S/m y TCR de 2 ppm/K.

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El avance es de fabricación: conseguir metales complejos en monocristales ultrafinos que antes eran difíciles de estabilizar en dos dimensiones. Una nueva ruta fabrica intermetálicos y aleaciones de alta entropía ultrafinos con composición ajustable y conductividad de hasta 3×10^7 S/m. Una estrategia de adsorción-conversión produce intermetálicos y aleaciones de alta entropía ultrafinos con conductividad de hasta 3×10^7 S/m y TCR de 2 ppm/K. En la práctica: Una estrategia de adsorción-conversión permite sintetizar cristales ultrafinos de compuestos intermetálicos y aleaciones metálicas de alta entropía con composiciones antes difíciles o inaccesibles.

Una nueva ruta abre una familia de metales complejos ultrafinos que antes eran difíciles de fabricar

Qué ha pasado

Fabricar un metal complejo de apenas unas capas de grosor es difícil porque las composiciones que interesan tienden a crecer como estructuras tridimensionales.

La nueva estrategia separa el proceso en adsorción y conversión.

Átomos metálicos liberados desde adsorbatos se incorporan a una matriz metálica mientras residuos de cloro modifican las energías de las distintas caras cristalinas.

Ese desequilibrio favorece crecimiento bidimensional.

El método funcionó con familias basadas en hierro, cobalto, níquel, cobre y paladio.

También permitió acceder a composiciones intermetálicas y de alta entropía antes difíciles de sintetizar en forma ultrafina.

Algunos cristales alcanzaron 3×10^7 siemens por metro y coeficientes de temperatura de resistencia de apenas 2 ppm por kelvin.

La utilidad final dependerá de si estas láminas pueden integrarse de forma estable y escalable en dispositivos electrónicos, magnéticos o catalíticos.

Cómo te afecta

Una estrategia de adsorción-conversión permite sintetizar cristales ultrafinos de compuestos intermetálicos y aleaciones metálicas de alta entropía con composiciones antes difíciles o inaccesibles.

El método se demostró con sistemas basados en Fe, Co, Ni, Cu y Pd.

Algunos materiales alcanzaron conductividades de hasta 3×10^7 S/m y coeficientes de temperatura de resistencia tan bajos como 2 ppm/K.

Contexto

Intermetálicos y aleaciones de alta entropía ultrafinas son difíciles de obtener como monocristales bidimensionales por inestabilidad termodinámica y problemas cinéticos.

La nueva ruta usa adsorbatos superficiales y cloro residual para dirigir crecimiento y favorecer facetas bidimensionales.

Lo que no está confirmado

  • Las propiedades se midieron en cristales ultrafinos experimentales y no describen todavía producción industrial masiva.
  • La familia de materiales es muy amplia; una cifra de conductividad no caracteriza por igual todas las composiciones.
  • La estabilidad ambiental, integración y rendimiento en dispositivos reales requieren validación adicional.

Fuentes: Nature Materials — adsorption-conversion alloys

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