Investigación
La fricción a temperatura ambiente puede activar reacciones químicas en la pirita
Un equipo internacional, liderado por investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) y del CSIC, ha descubierto que la simple fricción a baja intensidad puede desencadenar procesos químicos inesperados en la pirita, conocida como "oro de los tontos". Este hallazgo, que desafía la creencia de que se necesitan altas temperaturas para tales reacciones, abre nuevas posibilidades en campos como la catálisis y la descontaminación ambiental.
Vista esquemática de cómo la interacción mecánica entre la superficie de la pirita y un sólido duro (esfera blanca) puede inducir reacciones triboquímicas inusuales que conducen a la descomposición de la pirita y la emisión de gases. /UAM-CSIC
Un equipo internacional de científicos, liderado por investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) y del CSIC, ha realizado un descubrimiento sorprendente acerca de la pirita, un mineral comúnmente conocido como "oro de los tontos".
Tradicionalmente se ha creído que las reacciones químicas en este mineral requieren altas temperaturas, como ocurre durante su combustión. Sin embargo, el nuevo estudio, publicado en la revista RSC Mechanochemistry, revela que la fricción a baja intensidad y a temperatura ambiente puede desencadenar reacciones químicas insólitas.
“Al frotar la pirita, la fricción provoca que el azufre del mineral reaccione con pequeñas cantidades de otros elementos, como carbono, oxígeno e hidrógeno presentes en su estructura. Este proceso libera gases como el carbonilo de azufre y el disulfuro de carbono, cuya emisión también se ha observado al calentar la pirita en presencia de otros materiales”, explican los autores.
Para investigar estas reacciones ocultas, el equipo aplicó un avanzado método de análisis que consiste en estudiar los gases liberados durante la fricción. Aunque esta técnica ya se había utilizado anteriormente, los resultados solían ser complicados de interpretar. En este caso, se adoptó un enfoque innovador denominado "análisis del comportamiento", que clasifica los gases según su comportamiento y facilita la identificación de las reacciones químicas a nivel atómico.
Este hallazgo cuestiona la comprensión previa sobre la activación de reacciones químicas sin necesidad de calor. “Nuestro estudio explora cómo la energía mecánica, como la generada por fricción, podría abrir nuevas vías para reacciones químicas. Específicamente en el caso de la pirita, cuya superficie es altamente reactiva, la activación mecánica podría inducir procesos químicos no térmicos con aplicaciones potenciales en áreas como la catálisis, la descontaminación de suelos y sedimentos, e incluso en estudios sobre el origen de la vida”, detallan los investigadores.
El trabajo lo firman investigadores de instituciones españolas —Departamento de Física de Materiales (UAM), Centro de Micro Análisis de materiales (UAM), Instituto Nicolás Cabrera (UAM), Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja (CSIC), Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros (CSIC), Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (CSIC)— e instituciones mexicanas.
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Referencia bibliográfica:
Muñoz-Cortés, E.; Sánchez-Prieto, J.; Zabala, B.; Sanchez, C.; Flores, E.; Flores, A.; Roman, E.; Ares, J.R.; Nevshupa, R. (2024). “Operando Exploration of Tribochemical Decomposition in Synthetic FeS2 Thin Film and Mineral Iron Pyrite”. RSC Mechanochemistry, 2024. doi.org/10.1039/d3mr00027c.
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