Una nueva investigación ha encontrado una manera de observar el momento en que se forma el hidróxido de hierro en el cuarzo.
En un artículo publicado en la revista Environmental Science & Technology, Young-Shin Jun, profesor de la Universidad de Washington en St. Louis, explica que para que suceda este proceso, primero es necesario que existan suficientes elementos precursores. Luego, los componentes pueden unirse para formar un núcleo estable que se convertirá en una pequeña partícula sólida de hidróxido de hierro, llamada partículas a nanoescala. El proceso se llama nucleación sólida.
La nucleación y el crecimiento juntos se conocen como precipitación, y su suma se ha utilizado para predecir el comportamiento de formación del hidróxido de hierro. Pero estas predicciones han omitido en gran medida una consideración separada de la nucleación.
En opinión de Jun, esto significa que los resultados anteriores no eran lo suficientemente precisos.
“Nuestro trabajo proporciona una descripción empírica y cuantitativa de la nucleación, no un cálculo, por lo que podemos proporcionar evidencia científica sobre este eslabón perdido”, dijo el investigador.
Mediante el uso de rayos X y una nueva célula experimental que desarrolló para estudiar sistemas complejos ambientalmente relevantes con abundante agua, iones y material de sustrato, Jun pudo observar la nucleación en tiempo real.
El trabajo consistió en emplear una técnica de dispersión de rayos X denominada «dispersión de rayos X de ángulo pequeño con incidencia rasante». Al hacer brillar rayos X sobre un sustrato con un ángulo muy poco profundo, cercano al ángulo crítico que permite la reflexión total de la luz, esta técnica puede detectar la primera aparición de partículas de tamaño nanométrico en una superficie.
La medición empírica del punto inicial de nucleación reveló que las estimaciones generales que los científicos han estado utilizando exageran la cantidad de energía necesaria para este proceso.
“El hidróxido de hierro se forma mucho más fácilmente en superficies minerales de lo que pensaban los científicos porque se necesita menos energía para la nucleación de sólidos altamente hidratados en las superficies”, dijo Jun.
Según el científico, los hallazgos pueden ayudar a comprender mejor los procesos relacionados con la calidad del agua en los sitios de drenaje ácido de las minas, la reducción del ensuciamiento de la membrana y la formación de incrustaciones en las tuberías, y el desarrollo de materiales superconductores más ecológicos.
