El Centro Nacional de Aceleradores (CNA): Aceleradores, técnicas de análisis, laboratorios.

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Aceleradores, técnicas de análisis, laboratorios del CNA y sus aplicaciones. Sevilla : Centro Nacional de Aceleradores (CSIC-JA-USE), 2011
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El objetivo de este libro es dar a conocer la investigación desarrollada y las técnicas analíticas disponibles en el Centro Nacional de Aceleradores (CNA) mostrando su potencial de investigación.

El CNA es un centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Universidad de Sevilla y Junta de Andalucía. Se trata de una Instalación Científico-Técnica Singular, ICTS, dedicada a la investigación interdisciplinar y por tanto abierta a usuarios externos. Para ello se emplean 3 aceleradores de iones: un Tándem Van de Graaff de 3 MV, un Ciclotrón que proporciona protones de 18 MeV y deuterones de 9 MeV y un acelerador tipo Tándem Cockcroft-Walton de 1 MV, utilizado como espectrómetro de masas. La aplicación de estos 3 aceleradores cubre campos tan variados como ciencias de materiales, impacto medioambiental, física nuclear y de partículas, instrumentación nuclear, tratamiento de imágenes médicas, investigación biomédica e imagen molecular preclínica o datación, entre otras. Junto a estos tres aceleradores, el CNA dispone de tres nuevas infraestructuras. Se trata de un escáner PET/CT para personas, un nuevo sistema de datación por radiocarbono llamado MiCaDaS, y un Irradiador de 60Co, destinados a diagnóstico por imagen médica en pacientes, datación por 14C e irradiación en muestras de interés tecnológico y biológico, respectivamente.

Materiales artificiales que imitan estructuras complejas de la naturaleza.

C. Castillo-Blas et al., «Addressed realization of multication complex arrangements in metal-organic frameworks», Science Advances, vol. 3, n.o 7 jul. 2017.

Un equipo de investigadores liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha creado en el laboratorio materiales complejos que contienen secuencias diferentes de elementos químicos en su estructura. El trabajo, publicado en la revista Science Advances, abre nuevas vías de estudio en campos como las comunicaciones o el almacenamiento de energía.

La naturaleza es capaz de crear estructuras complejas a través de la repetición controlada de fragmentos, como ocurre en el caso del ADN. Los sistemas biológicos complejos dependen de estas estructuras para desarrollar de manera plena su funcionalidad.

Las propiedades físicas de los materiales como la conducción, el magnetismo o la actividad catalítica dependen en gran medida de los elementos metálicos que estos contienen. También influye su distribución en la estructura.Hasta ahora, era casi imposible controlar y determinar de qué forma se mezclaban y ordenaban los distintos elementos dentro de las estructuras, apunta Felipe Gándara, investigador del CSIC en el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid. Sin embargo, este grupo de científicos lo ha conseguido a escala atómica y nanoescala utilizando unos materiales conocidos como redes metal-orgánicas, que permiten incluir de manera controlada múltiples elementos metálicos.
Las redes metal-orgánicas han recibido gran atención en los últimos años por sus aplicaciones en campos como el almacenamiento de gases, por ejemplo, debido a los altos niveles de porosidad que poseen. Además, tienen estructuras ordenadas. En este caso, los investigadores han seleccionado un tipo de redes metal-orgánicas con una estructura que hace que los elementos metálicos se dispongan formando hélices, para incorporar múltiples elementos metálicos.
Hemos seleccionado diversos metales para que ocupen posiciones específicas dentro de las hélices. El resultado son diferentes secuencias que se repiten a lo largo de la estructura de la red metal-orgánica”, explica Gándara. Para determinar la distribución exacta de los elementos metálicos se han combinado técnicas de difracción de rayos X y de neutrones, y técnicas de microscopía electrónica y microanálisis.
Desarrollar materiales artificiales que posean una complejidad que se asemeje a los sistemas naturales abre nuevas vías para la mejora de las propiedades en aplicaciones en múltiples campos. Además, el alto control de las estructuras permite estudiar la relación entre la estructura y las propiedades de los materiales, permitiendo el diseño de nuevos materiales avanzados.