Unos científicos han identificado al mineral llamado atacamita como un material magnetocalórico. Los materiales de esta clase experimentan cambios notables de temperatura cuando son sometidos a un campo magnético.

Los detalles de esta exótica conducta han sido investigados recientemente por el citado equipo de científicos, integrado, entre otros, por Leonie Heinze, del Centro de Investigación de Jülich, y Tommy Kotte, del Centro Helmholtz de Dresde-Rossendorf (HZDR), ambas instituciones en Alemania.

A largo plazo, lo descubierto en este estudio y en otros futuros que se realicen sobre el mineral podría conducir al desarrollo de nuevos materiales para neveras con un sistema magnético de refrigeración más eficiente y más barato que el convencional.

El mineral atacamita, de color verde esmeralda y llamado así por el lugar donde se encontró por primera vez, el desierto de Atacama, en Chile, obtiene su color característico de los iones de cobre que contiene. Estos iones también determinan las propiedades magnéticas del material: cada uno de ellos tiene un electrón no emparejado cuyo espín confiere al ion un momento magnético, comparable al de la aguja en una brújula.

La característica distintiva de la atacamita es la disposición de los iones de cobre. Conforman largas cadenas de pequeños triángulos enlazados, descritas como “cadenas de dientes de sierra”. Esta estructura geométrica tiene consecuencias: aunque los espines de los iones de cobre siempre tienden a alinearse de forma antiparalela entre sí, la disposición triangular hace que esto sea geométricamente imposible de conseguir por completo. A esto se le llama “frustración magnética”. Como resultado de esta frustración, los espines de la atacamita solo se posicionan, en una estructura estática alternante, cuando experimentan temperaturas muy bajas, de 264 grados centígrados bajo cero o más frías.

Cuando los autores del nuevo estudio examinaron la atacamita en el Laboratorio de Altos Campos Magnéticos del HZDR, ocurrió algo sorprendente: el material mostraba un notable enfriamiento (a casi la mitad de la temperatura original) cuando estaba sometido a fuertes campos magnéticos pulsados.

A los materiales magnetocalóricos se les considera una alternativa prometedora a las tecnologías de refrigeración convencionales, por ejemplo para ahorrar energía. Esto se debe a que, en vez de comprimir y expandir un refrigerante (el proceso que tiene lugar en todos los frigoríficos), pueden utilizarse para modificar la temperatura aplicando un campo magnético, un proceso que sufre pocas pérdidas potenciales y que es respetuoso con el medio ambiente.

El nuevo estudio se titula “Atacamite Cu₂Cl(OH)₃ in High Magnetic Fields: Quantum Criticality and Dimensional Reduction of a Sawtooth-Chain Compound”. Y se ha publicado en la revista académica Physical Review Letters.

Fuente: noticiasdelaciencia.com