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2014 Año Internacional de la Cristalografía
Cristales: el orden en el mundo atómico

El primer modelo registrado sobre la naturaleza periódica de la estructura de los cristales corresponde al destacado científico Johannes Kepler (1571-1630), quien observó y razonó en torno a la simetría de los cristales de nieve

El mundo de materiales en el que vivimos es, ciertamente, diverso; así podemos ver el caso de las maravillas de la mineralogía, la magia de la vida y los sorprendentes materiales funcionales creados por el hombre. A nuestro alrededor encontramos estructuras que van desde simples hasta increíblemente complejas. Cada familia de materiales cumple su función en nuestro universo y este rol siempre está determinado por la arquitectura de la materia en el nivel atómico.

Por su importancia en la naturaleza y en la tecnología, dedicamos el presente artículo a los cristales, los materiales más ordenados que existen. Comenzamos por esclarecer una muy generalizada confusión: cristal y vidrio son cosas distintas; aunque culturalmente se las identifica como similares por razones históricas.

La palabra cristal tiene origen en el vocablo griego κρύσταλλος, que se refiere a la variedad de cuarzo conocido como cristal de roca; por otro lado, la palabra cristallo, del latín, se empleaba alrededor del siglo XV para designar el vidrio de Murano (de aspecto parecido al cristal de roca); pero, para la ciencia actual, como veremos, vidrio es lo contrario de cristal.

El vidrio es incuestionablemente útil y puede ser hermoso, deslumbrante. Por ejemplo, en México contamos con vitrales cautivadores, como el Cosmovitral de Toluca (figura 1). Los vidrios de algunas catedrales (Notre Dame en París, San Vito en Praga) son también famosos por su belleza.”

El proceso de soplado del vidrio se basa precisamente en la importante diferencia entre cristal y vidrio. Para cierto intervalo de (altas) temperaturas, el vidrio se presenta en forma de un material pastoso (intermedio entre sólido y líquido), susceptible de ser llevado a la forma deseada por el maestro vidriero. Comparemos esa condición con lo que sucede al agua en su transformación sólido ab líquido; resulta que el agua nunca está pastosa: por debajo de 0 °C es puro hielo (duro – cristalino); pero, exactamente a 0 °C el hielo se transforma en agua (líquida, fluida).

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Noviembre - Diciembre 2014

María Elena Montero Cabrera, investigadora del CIMAV (Chihuahua), física por la Universidad de La Habana y Doctora en Física Nuclear por el Instituto Unificado de Investigaciones Nucleares “Dubna” (Rusia). Es miembro del SNI (II). Realiza investigaciones sobre radiactividad ambiental y aplicaciones de la radiación sincrotrónica, en el estudio de materiales avanzados y minerales. Es directora del proyecto Influencia del Ambiente sobre los Cristales Gigantes de Naica.

Luis Edmundo Fuentes Cobas, investigador del CIMAV (Chihuahua), Doctor en Física por la Universidad de La Habana. Es miembro del SNI (II). Realiza investigaciones experimentales y teóricas sobre la relación estructura j propiedades electromagnéticas en materiales policristalinos. Coordinador de proyectos sobre análisis cristalográfico por radiación sincrotrónica en Stanford (USA) y Elettra (Italia).