Alótropos
peste del estaño es un fenómeno muy particular de este elemento químico, el cual tiene una gran sensibilidad ante bajas temperaturas. Expuesto a la influencia de éstas, el estaño “enferma”. En lugar de blanco argénteo adquiere color gris, aumenta devolumen (alrededor de un 26%), comienza a desmenuzarse y con frecuencia se convierte en polvo. La terminología que se emplea para denominar a este fenómeno, conocido desde hace siglos, es la peste del estaño, y también es a veces llamado lepra o enfermedad del estaño. El estaño "enfermo" puede "contagiar" al metal sano, de ahí la denominación de peste.La peste del estaño se explica sabiendo que el estaño puro tiene dos formas alotrópicas, el estaño α (gris), polvo no metálico,semiconductor, de estructura cúbica y estable a temperaturas inferiores a 13,2 °C; y el estaño β (blanco), el normal, metálico, conductor eléctrico, de estructura tetragonal y estable a temperaturas por encima de 13,2 °C. El estaño α es muy frágil y tiene un peso específico más bajo que la forma blanca, por lo que la transformación alotrópica α→β se verifica con una reducción del volumen importante. La transformación inversa β→α se verifica espontáneamente a temperaturas por debajo de la de transición, provocando el fenómeno descrito. Éste es apreciable por la aparición de manchas grises en el estaño blanco, que son quebradizas al tacto y que se propagan por la pieza a medida que se sucede la transformación, reduciéndola finalmente a polvo. Aunque la peste se pueda comenzar a formar a cualquier temperatura menor de 13,2 °C, la mayoría de los investigadores están de acuerdo en que a esa temperatura la conversión del estaño es muy lenta y que la tasa máxima de formación se alcanza entre -30 °C y -40 °C.Hay una serie de metales que aceleran y otros que retardan o eliminan la formación de la peste del estaño. Así, la transformación se ve acelerada por la presencia de impurezas (aluminio y zinc), pero puede prevenirse mediante la adición de bismuto, antimonio, plomo u otros metales altamente solubles. Por otro lado, la probabilidad de que los elementos menos solubles y que forman intermetálicos con el estaño sean capaces de suprimir la peste, es menor. Ejemplos de tales metales son la plata y, en especial, el cobre.
El estaño consiste en un elemento químico, cuyo nombre proviene del latín stannum cuyo número atómico es el 50.
El estaño es un metal plateado, maleable, de difícil oxidación, por lo cual es resistente a la corrosión.
Cuando doblamos una barra de estaño, esta produce un ruido característico que es conocido como “grito del estaño” que es producido por la fricción de sus cristales.
Alrededor del año 3.000 antes de Cristo, se comenzó a utilizar el estaño para fabricar un nuevo metal, mezclando este con cobre, se obtenía el bronce, lo cual dio nombre a la Edad del Bronce.
Este nuevo metal fue muy importante en su época para la fabricación de armas y herramientas, mucho más eficaces que la piedra o el hueso.
El estaño es habitual utilizarlo en aleaciones y como recubrimiento de otros materiales para proteger a estos de la corrosión.
El estaño se utiliza como protector del cobre, del hierro, así como para proteger diversos metales utilizados en la industria conservera.
También se utiliza para disminuir la fragilidad del vidrio.
Sus compuestos son utilizados para fungicidas, tintes, dentífricos y pigmentos.
Es utilizado para soldaduras blandas mezclado con plomo.
También se mezcla con plomo para la fabricación de las láminas de los tubos de los órganos musicales.
Se utiliza en etiquetas.
Es utilizado el estaño para recubrir el acero.
Mezclado con cautín es utilizado como material de aporte en soldaduras blandas donde está prohibida su aleación con plomo.
La industria de la cerámica lo utiliza para fabricar esmaltes cerámicos.
En el envasado de botellas de vino es utilizado como sobre encapsulado.
El uso del estaño creció tras la prohibición del uso del plomo en la industria alimentaria.
Existen dos tipos de estaño puro, el estaño blanco y el estaño gris.
El estaño blanco es conductor eléctrico, metálico, con una estructura tetragonal y estable a temperaturas superiores a los 13,2 ºC.
El estaño gris es un polvo no metálico, semiconductor, cuya estructura es cúbica y estable a temperaturas inferiores a los 13,2 ºC.
Una vez conocemos el estaño, iremos a tratar el tema de este artículo, la peste del estaño.
Este elemento químico está afectado por un fenómeno muy particular al tener una gran sensibilidad a las bajas temperaturas.
Cuando este metal, el estaño, es expuesto a temperaturas inferiores a 13,2 ºC el estaño normal, de color blanco, se vuelve gris, aumenta una cuarta parte su volumen comenzando a desmenuzarse llegando a convertirse en polvo.
Este polvo si se junta con estaño blanco (sano) contagia su enfermedad al estaño blanco, convirtiéndolo en estaño gris.
El estaño gris es muy frágil y tiene un peso específico inferior al estaño blanco.
Cuando el estaño blanco se somete a temperaturas inferiores a 13,2 ºC a este le comienzan a aparecer manchas grises quebradizas al tacto que se van propagando por el estaño blanco hasta que este termina convirtiéndose en un polvo gris.
Para que el estaño blanco se convierta con rapidez en estaño gris su temperatura ideal oscila entre los -30 ºC y -40 ºC.
La aceleración de esta conversión de estaño blanco a estaño gris también las fomenta la adición de aluminio y de zinc.
En cambio si añadimos bismuto, antimonio, plomo u otros materiales altamente solubles evitamos que el estaño blanco se convierta en estaño gris a bajas temperaturas.
Aunque los teóricos han especulado1 2 3 sobre la existencia y las posibles propiedades del siliceno, los investigadores observaron primero estructuras de silicio que sugerían al siliceno en 2010.4 5 6 Usando el microscopio de efecto túnel, estudiaron el autoensamblaje molecular de las nanocintas de siliceno y las hojas de siliceno depositadas sobre un cristal de plata con resolución atómica. Las imágenes revelaron hexágonos en una estructura de panal similar a la del grafeno.
Los cálculos con la Teoría del funcional de la densidad (DFT) mostraron que los átomos de silicio tienden a formar tales estructuras de panal en la plata, y a adoptar una ligera curvatura que la hace más apropiada para una configuración tipo grafeno.
En adición a su potencial compatibilidad con las técnicas existentes de semiconductores, el siliceno tiene la ventaja de que sus bordes no exhiben reactividad al oxígeno.7
Recientes cálculos DFT han revelado que los grupos (clústers) de siliceno son excelentes materiales para aplicaciones FET. Curiosamente, el siliceno en 2D no es realmente plano y parecen haber distorsiones como arrugas tipo silla distortions en los anillos. Esto lleva a tener ondas ordenadas en su superficie. La hidrogenación de silicenos a silicanos es bastante exotérmica. Esto ha llevado a la predicción de que el proceso de conversión del siliceno al silicane (siliceno hidrogenado) puede ser un eventual candidato para el almacenamiento de hidrógeno. A diferencia del grafito, el cual consiste de varias capas de grafeno débilmente unidas mediante fuerzas de dispersión, el acople entre capas en los silicenos es muy fuerte.8
La primera revisión sobre el siliceno ha aparecido.
Siliceno, el material más delgado posible de silicio, usado por vez primera en transistores
El siliceno es una lámina de silicio de 1 solo átomo de grosor. No puede ser ya más delgada. Este singular material ha sido elaborado por unos científicos para fabricar transistores con él por vez primera.
Este logro, fruto de los esfuerzos del equipo integrado, entre otros, por Deji Akinwande y Li Tao, de la Universidad de Texas en la ciudad estadounidense de Austin, y Alessandro Molle del Instituto de Microelectrónica y Microsistemas en Agrate Brianza, Italia, promete ser el primer paso hacia la fabricación de chips de ordenador mucho más rápidos, pequeños y eficientes.
El siliceno tiene propiedades eléctricas excepcionales, pero hasta ahora ha resultado ser extremadamente difícil de elaborar así como de trabajar con él, debido a su complejidad e inestabilidad al ser expuesto al aire.
Hasta hace unos pocos años, el siliceno como material fabricable era algo meramente teórico. La entrada en escena del grafeno, otro material con un grosor de un átomo, en este caso de carbono, y muy prometedor para el desarrollo de chips, representó un ejemplo práctico de cómo podía abordarse la elaboración de un material similar pero basado en el silicio. Los investigadores comenzaron a darle vueltas a la idea de que quizá se podía agrupar átomos de silicio para que integrasen una estructura bastante similar a la del grafeno. Ahora, por fin, se ha logrado demostrar que es factible trabajar con siliceno de manera equiparable a como se trabaja con el grafeno.
![[Img #25038]](https://lh3.googleusercontent.com/blogger_img_proxy/AEn0k_tobufppSCSCYujbVX3IzkRg2Nnt_QmP0jZSxH_nXPFfNIMN8-OOqkb2dUz_Qz4qiHTjtagezZtuMEHlbKGA1uDcL61qN8RGWiUATM-ujkb53N5lJKjE4fWjDT4au4QmHkHiRNX=s0-d)
La estructura del siliceno. (Imagen: Li Tao, Eugenio Cinquanta, Daniele Chiappe, Carlo Grazianetti, Marco Fanciulli, Madan Dubey, Alessandro Molle & Deji Akinwande: “Silicene field-effect transistors operating at room temperature”, Nature Nanotechnology (2015) doi:10.1038/nnano.2014.325)
A partir de ahora comienza un camino que pasa por investigar nuevas estructuras y métodos para crear siliceno, con miras a encontrar cauces apropiados para su uso práctico en chips de ordenador que gracias a las características del material serán más veloces y consumirán menos electricidad.
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