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¿Qué es la cristalografía?

Los cristales son parte de la naturaleza que nos rodea. Son especialmente abundantes en los minerales (piedras preciosas, grafito, etc.) pero también los encontramos en un copo de nieve, un cubito de hielo o un cristal de sal. Desde antiguo nos han fascinado por su belleza, su simetría y la variedad de sus colores. Y así fue como los primeros cristalógrafos estudiaron las formas de los cristales en el mundo natural.

A comienzos del siglo XX, se descubrió que los rayos X se podían utilizar para observar la estructura de la materia. Este momento marcó el amanecer de la cristalografía moderna. Cuando los rayos X chocan con un objeto, los átomos de ese objeto dispersan los rayos, es decir, los rebotan en todas direcciones. Los cristalógrafos descubrieron que los cristales, por su estructura de átomos muy ordenados, dispersan los rayos sólo en unas direcciones concretas. Midiendo la dirección y la intensidad de los rayos dispersados, los científicos pueden crear una imagen en tres dimensiones de la estructura atómica del mineral.

¿Diamante o grafito?

A simple vista, no se parecen en nada. Uno es transparente y duro, mientras que el otro es opaco y suave. De hecho el grafito se usa para hacer las minas de los lápices. Sin embargo, diamante y grafito son parientes cercanos, químicamente hablando, ya que ambos están formados por carbono. Es la capacidad de dispersar los rayos de luz de diferente manera lo que le da su brillo al diamante, y esto se debe a que la forma en que se unen sus átomos es ligeramente diferente. Algo que hemos comprendido gracias a la cristalografía.

Delicioso chocolate

La mantequilla de cacao, el ingrediente más importante del chocolate, cristaliza en seis formas diferentes pero sólo una de ellas se funde deliciosamente en la boca, tiene cierto brillo y la dureza crujiente que lo hace tan apetecible. Este cristal delicioso no es muy estable, y tiende a convertirse en otro de los cristales, mucho más estable, pero con menos sabor, blando, y se funde lentamente en la boca, dejando una sensación arenosa y áspera en la lengua. Por suerte, esta conversión es lenta, pero si el chocolate se almacena durante mucho tiempo o en un ambiente cálido, puede formarse una capa blanquecina que resulta de la recristalización. Por eso, los fabricantes de chocolate emplean sofisticados procesos de cristalización para obtener la deliciosa forma cristalizada que desean tanto los gourmets como los consumidores.

Nuevos materiales

La cristalografía está detrás del desarrollo de casi todos los nuevos materiales, desde productos cotidianos como las tarjetas de memoria o las televisiones de pantalla plana, a componentes de coches y aviones. Pero un cristalógrafo no se dedica sólo a estudiar la estructura de un material, sino que también utiliza ese estudio para modificar esa estructura y proporcionarle nuevas propiedades o hacer que se comporte de manera diferente.

Un ejemplo es el estudio de los cristales líquidos, utilizados en las pantallas de televisión, ordenadores, teléfonos móviles o relojes digitales. Otro caso es el de los nuevos tejidos, que pueden guardar mejor el calor o dejarlo ir según quien lo viste tiene frío o está sudando. La ropa interior podría llevar sensores para controlar la temperatura corporal, la frecuencia respiratoria o los latidos cardíacos. Otras prendas podrían detectar amenazas como gases tóxicos, bacterias peligrosas o calor extremo. Es un nuevo mundo que se abre a un sinfín de oportunidades científicas.

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