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CLÆSS: absorción de rayos X para el estudio de la materia
La Estructura Fina de la Absorción (EXAFS) es causada por un efecto de interferencia entre átomos
vecinos. Esta interferencia produce unas ondulaciones en el espectro de absorción, de las que
podemos extraer información sobre el entorno local del átomo (estructura).
Cabina óptica Esquema general
Monocromador
Selecciona la
longitud de onda
Espejo
Enfoca el haz
a la muestra
Espejo
Colima el haz
para optimizar la
resolución espectral Detector
Mide el flujo
Espectrómetro Mide la distribución
espectral de la fluorescencia Muestra
Cabina
experimental
Entorno de muestra
La muestra se pone en una celda donde podemos aplicar
diferentes ambientes:
• Temperaturas de -192ºC hasta 700ºC
• Gases para producir reacciones químicas
• Campos eléctricos y magnéticos
El fenómeno EXAFS
abso
rció
n
energía de los fotones
Átomo libre
Átomo en un cristal
Aplicación: química de los catalizadores
La Espectroscopia de Absorción de Rayos X (XAS) nos permite estudiar la evolución de la estructura y composición de materiales a tiempo real durante las reacciones químicas. Por ejemplo la descomposición de gases contaminantes en el catalizador de un coche.
Protector de calentamiento
Sensor de oxígeno
Catalizador impregnado sobre el convertidor catalítico
Material aislante
CO2, N2, H2O
Convertidor catalítico
CO, HC, NOx
Temperaturas entre 400-600ºC
Durante el experimento reproducimos las condiciones reales de operación de estos catalizadores. Esto ha impulsado el diseño de nuevos catalizadores más eficientes.
La técnica de absorción de rayos X nos sirve para estudiar la composición química de los elementos contaminantes. Esto permite desarrollar procesos de descontaminación de suelos y aguas.
Aplicación: estudios medioambientales
Suelo contaminado
Suelo a descontaminar
Contaminante (arsénico)
Absorción del contaminante
Durante este experimento se determinó la composición y la naturaleza del arsénico en diferentes partes de las plantas.
raíz hoja As(III) As(V)
Mona Lisa (Leonardo da Vinci) Estudio de la técnica sfumato en diferentes puntos del cuadro.
Mary Rose (siglo XVI) Análisis de los compuestos de azufre y hierro para el tratamiento y conservación del barco de guerra de la flota de Enrique VIII de Inglaterra.
Con espectroscopia de absorción de rayos X podemos estudiar la composición química y la naturaleza exacta de seleccionados elementos químicos que se encuentran en obras de arte sin destruirlas.
Estos estudios nos permiten situar las obras de arte dentro de períodos históricos. También, entender los mecanismos de deterioro de estas obras y poder deducir el mejor método para su conservación.
Aplicación: patrimonio cultural
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