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RICHLAND, Wash.–California tiene Silicon Valley. ¿Podría ser el siguiente un Bosque de Silicio en Washington? Un equipo de científicos de materiales del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico está en ello.
Yongsoon Shin y sus colegas del laboratorio del Departamento de Energía han convertido la madera en mineral, logrando en días lo que la naturaleza tarda millones de años en hacer en lugares como el Bosque Petrificado de Gingko, a una hora de distancia del río Columbia. Allí, los árboles probablemente fueron derribados en una erupción cataclísmica y, enterrados sin oxígeno bajo la lava, filtraron sus compuestos leñosos y absorbieron los minerales del suelo a lo largo de los eones.
El viaje de Shin por la madera petrificada comenzó de forma menos dramática, a pocos minutos de distancia en Lowe’s, según informa el grupo de Shin en el número actual de la revista Advanced Materials, en el almacén de madera de la cadena de bricolaje. Allí recogieron su materia prima: tablas de pino y álamo. De vuelta al PNNL, sometieron un cubo de madera de 1 centímetro a un baño de ácido durante dos días, lo empaparon en una solución de sílice durante otros dos (para obtener los mejores resultados, repiten este paso hasta tres veces), lo secaron al aire, lo introdujeron en un horno lleno de argón y lo pusieron gradualmente a 1.400 grados centígrados para cocinarlo durante dos horas, y luego lo dejaron enfriar en argón hasta la temperatura ambiente.
Presto. Madera petrificada al instante, el sílice toma residencia permanente con el carbono que queda en la celulosa para formar una nueva cerámica de carburo de silicio, o SiC. El material «reproduce exactamente la arquitectura de la madera», según Shin.
Aunque es poco probable que los chips de SiC sustituyan a los chips de ordenador, los científicos de materiales están interesados en las novedosas propiedades de las cerámicas construidas a partir de plantillas de madera y, en el laboratorio de Shin, de otros materiales naturales como el polen y las cáscaras de arroz. La intrincada red de microcanales y poros de la materia vegetal proporciona enormes superficies -en la madera, un gramo de material aplanado cubriría un campo de fútbol- que podrían resultar útiles en las separaciones químicas industriales o en el filtrado de contaminantes de los efluentes gaseosos.
El método de lixiviación con ácido produce una reproducción idéntica y positiva de la madera. Si Shin quiere capturar una impresión negativa, puede alterar el pH para favorecer el extremo inferior de la escala.
«La réplica positiva es mucho mejor en términos de superficie y uniformidad», dijo Shin. «Las formas negativas se colapsan con facilidad, pero es posible hacer materiales de tipo fibra», en los que los minerales rellenan las aberturas de las vetas de la madera.
PNNL (www.pnl.gov) es un laboratorio de la Oficina de Ciencia del DOE que resuelve problemas complejos en materia de energía, seguridad nacional, medio ambiente y ciencias de la vida mediante el avance de la comprensión de la física, la química, la biología y la computación. El PNNL emplea a 3.900 personas, tiene un presupuesto anual de 650 millones de dólares y ha sido gestionado por Battelle, con sede en Ohio, desde su creación en 1965.