oxidación

Imagínese un agujero diminuto en una lámina de grafeno: un único átomo de carbono que falta. Antes se creía que la molécula de agua se rompía en ese defecto solo en solitario, en gas seco. Pero si alrededor chapotea agua líquida, todo cambia.

Una pila de páginas que se ha hojeado muchas veces lo recuerda: algunas hojas quedan planas, otras se abarquillan y en ciertos lugares quedan dobleces. Algo similar les ocurre a los materiales laminares cuando los iones penetran en ellos.

Una película transparente de óxido de bismuto y wolframio reposa sobre un sustrato sin conducir la corriente. Tres minutos en una nube de plasma de nitrógeno bastan para que se vuelva negra y su resistencia caiga mil millones de veces.

Un reactor de fusión es como un horno sobrecalentado donde el plasma alcanza millones de grados. Las paredes de ese horno se hacen de tungsteno: es el metal más refractario que existe. Pero ni el tungsteno aguanta sin protección: las partículas rápidas del plasma bombardean la superficie y arrancan átomos.

Si apagas la vitrocerámica, el agua deja de hervir casi al instante. En el mundo de la catálisis se esperaba algo parecido: se detiene la reacción y todas las partículas intermedias desaparecen al momento. Pero unas nuevas observaciones sobre migas de platino han mostrado algo muy distinto.

En las oscuras nubes interestelares donde nacen nuevas estrellas, la química comienza con una partícula diminuta: el ion trihidrógeno (H₃⁺). Choca con otros átomos y desencadena una cascada de reacciones que construyen moléculas cada vez más complejas. Durante mucho tiempo se pensó que la reacción principal que lo produce —la colisión de H₂⁺ con H₂— solo ocurría en la fase gaseosa.

Un flash fotográfico que se dispara en una milésima de segundo no calienta el objeto, a diferencia de uno normal que dura un segundo entero. En radioterapia se descubrió un truco similar: cuando la dosis de radiación se administra en milisegundos en lugar de minutos, los tejidos sanos sufren menos.

El enigma del valle de los radios —una abrupta caída en el número de exoplanetas con un radio de ~1,8 radios terrestres— no deja en paz a los astrónomos.

La Luna es una esfera sin aire hecha de un denso escombro rocoso llamado regolito. Cuando partículas rápidas del espacio chocan contra ella, en el suelo nacen muones, parientes inestables de los electrones, pero doscientas veces más pesados. La mayoría vuela hacia abajo y se apaga en la profundidad.

En las aguas costeras poco profundas, donde el agua va y viene, la vida sigue el ritmo del sol. La película marrón en la superficie del lodo no es simple suciedad, sino una densa comunidad de diminutas diatomeas.

La joven Tierra era una esfera hirviente de roca líquida, mientras que Theia, que chocó contra ella, ya se había enfriado y solidificado. Es como arrojar un trozo de mantequilla fría en una olla de sopa: la sopa salpica, pero la mantequilla apenas. Así, el interior terrestre salió despedido al espacio, formando una nube de polvo cósmico y escombros.

Si no se remueve un cóctel con capas, el jarabe pesado se va al fondo. Un planeta joven es como un océano burbujeante de roca incandescente. Al enfriarse, los minerales cristalizan: algunos, como el hierro, se vuelven pesados y se hunden, otros flotan. Parecería que cerca del núcleo debería acumularse una capa densa.

Un puente de aluminio de unas pocas capas atómicas de espesor es el corazón de muchos dispositivos cuánticos. A través de este puente, la corriente fluye sin resistencia y se puede controlar con un campo magnético.

Un cuchillo de cocina común de niobio, a −258 °C, de repente empieza a conducir la electricidad sin pérdidas. Así funciona la superconductividad, y se puede "activar" directamente en la superficie del metal si se dispara un láser en una atmósfera de nitrógeno.

Un memristor es una resistencia con memoria: tras cortar la corriente, conserva su resistencia. En su interior, una fina película de óxido metálico está intercalada entre dos electrodos metálicos.

La superficie de Europa es una armadura de hielo que es continuamente bombardeada por partículas cargadas de la magnetosfera de Júpiter. Los electrones chocan contra la red cristalina del hielo, pierden energía y desencadenan reacciones químicas. Antes no existía una herramienta que mostrara cuán profundamente perfora este bombardeo el hielo.

El diamante es el material natural más duro, y normalmente su tallado se parece al trabajo de un escultor con un martillo neumático: brusco, con grietas y astillas.

El polvo lunar se parece a la arena gris, pero no tiene ni un sorbo de aire. El oxígeno está ahí, fuertemente unido en las rocas, como el azúcar en el caramelo. Para sacarlo, hay que romper los enlaces químicos, y los científicos buscan la forma más sencilla.

El óxido de vanadio es un material que puede ser aislante, sin conducir corriente, o conductor, como un metal. La conmutación tarda billonésimas de segundo, y sobre esto se quieren construir dispositivos electrónicos ultrarrápidos. Pero cómo ocurre exactamente fue durante mucho tiempo un misterio.

En TRAPPIST-1, la fotosíntesis oxigénica pierde la carrera. Esta estrella enana emite sobre todo luz infrarroja, no visible como el Sol. Las plantas terrestres, capturando luz de ciertos colores, acumularon oxígeno, pero aquí esos rayos son escasísimos.

Cuando innumerables asteroides golpearon la joven Tierra, arrancaron fragmentos de su manto. Estos escombros giraban en un disco cósmico alrededor del planeta y, como una bola de nieve en una tormenta, se fusionaron para formar la Luna.

Las rocas lunares trajeron un enigma: su edad es de 4.35 mil millones de años, pero la Luna misma debería haber aparecido 150 millones de años antes. El tiempo perdido está oculto en el calentamiento por mareas.

Después del nacimiento de la Luna, la Tierra parecía un bulto de masa ardiente: magma líquido y una densa capa de gases. La Luna actuaba como una cuchara gigante, amasando sin cesar ese bulto con su gravedad. La fricción generaba calor, retrasando el enfriamiento.

La Luna guarda un secreto que durante décadas ha inquietado a los planetólogos: su composición isotópica es casi indistinguible de la terrestre. Según el modelo canónico del gran impacto, la Luna debería haber heredado la mayor parte de su material del impactador Tea, un planeta del tamaño de Marte que chocó contra la joven Tierra.