Es un mineral con la propiedad de brillar en la oscuridad, se le conoce comúnmente como «hackmanita» (o sodalita tenebrescente). Ha sido un fenómeno natural fascinante y un misterio para los científicos desde hace muchos años. Ahora, una nueva investigación ha descubierto nuevas respuestas.

Los geólogos describieron por primera vez este mineral en el siglo XIX, quienes estaban intrigados por su tendencia a brillar suavemente con un tono rosado brillante cuando se rompe o se coloca en la oscuridad. La investigación posterior reduciría la química detrás de esta característica, pero la naturaleza precisa de la reacción ha resultado difícil de alcanzar.

Ahora, un nuevo estudio describe exactamente cómo ciertos tipos de hackmanita retienen parte de su brillo a medida que pasan de entornos claros a oscuros. La clave es la delicada interacción entre las impurezas naturales del mineral, determinada por cómo se formó.

Sodalita. Crédito: Ra’ike / Wikimedia Commons (CC BY-SA 3.0)

Obtener una mejor comprensión de cómo la hackmanita puede emitir luminiscencia blanca en condiciones de oscuridad ayudará a los científicos a desarrollar nuestros propios materiales sintéticos capaces de brillar en la oscuridad sin ninguna fuente de energía, como en una señal de salida de emergencia, por ejemplo.

Isabella Norrbo, química de materiales de la University of Turku en Finlandia, dijo en un comunicado:

“Hemos realizado mucha investigación con hackmanitas sintéticas y hemos podido desarrollar un material con un resplandor claramente más largo que el de la hackmanita natural. Sin embargo, las condiciones que afectan la luminiscencia no han sido claras hasta ahora”.

Se estudió una combinación de datos experimentales y computacionales para determinar que las concentraciones y el equilibrio de azufre, potasio, titanio y hierro eran más importantes cuando se trataba del resplandor producido por la hackmanita.

En particular, se descubrió que el titanio es el elemento que realmente brilla, con el brillo en sí alimentado por transferencia de electrones.

Sin embargo, las concentraciones de titanio por sí solas no son suficientes para crear luminiscencia, y también se requiere la combinación correcta de otros elementos.

Los investigadores dicen que los materiales sintéticos se pueden mejorar y hacer más eficientes y confiables a través de este tipo de estudios, incluso si la naturaleza no puede igualar la fuerza de los resplandores que se pueden diseñar en el laboratorio.

Mika Lastusaari, químico de materiales de la University of Turku, dijo en un comunicado:

“Los materiales utilizados en este momento son todos sintéticos y, por ejemplo, el material con el familiar resplandor verde obtiene su brillo de un elemento llamado europio. La dificultad con este tipo de material es que, aunque se les puede agregar el elemento deseado que emite luminiscencia, no se pueden predecir sus propiedades de resplandor”.

En el estudio se utilizaron muestras de hackmanita de Groenlandia, Canadá, Afganistán y Pakistán, con un equipo internacional de químicos, mineralogistas, geólogos, físicos, estadísticos y otros científicos involucrados en averiguar exactamente qué estaba sucediendo con el resplandor de la hackmanita.

Parte del misterio era por qué algunas hackmanitas muestran un brillo y otras no, pero a través de una cuidadosa comparación de las diferentes muestras, el equipo pudo detectar la mezcla requerida de fotoluminiscencia naranja (convirtiendo los fotones absorbidos en luz), luminiscencia persistente azul (que emite luz sin calentar) y fotocromismo púrpura (una forma de transformación química causada por la radiación electromagnética).

Hackmanita.

Es una mezcla compleja de elementos naturales y reacciones químicas, pero el resultado debería obtener mejores materiales sintéticos que puedan igualar este tipo de brillos. En términos de ciencia de materiales, es importante no solo cuán brillante es la luminiscencia, sino también cuánto tiempo dura.

Lastusaari dijo:

“Con estos resultados, obtuvimos información valiosa de las condiciones que afectan el resplandor de las hackmanitas. Aunque la naturaleza, en este caso, no ha sido capaz de formar un material con un brillo tan efectivo como los materiales sintéticos, la naturaleza ha ayudado significativamente en el desarrollo de materiales brillantes cada vez más efectivos”.

Los hallazgos de la investigación han sido publicados en Chemistry of Materials.

Vía: sciencealert / university of turku

Imagen de portada: Hackmanita brillando en la oscuridad. Crédito: Mika Lastusaari