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Ignacio CrespoBorja TosarJosé EdelsteinIsabel CorderoFrancis VillatoroHéctor Socasdeformación eje x y estructura cristalinaquiralidad inducida deformación ejesestructura cristalina bajo presióneje XFrancis VillatoroSainzNatureCavalleriUniversidad de OxfordRadaeliBasplanScienceHéctor Socas
Quiralidad inducida deformación ejes
Ep565: Introgresión; Eclipse; Inestabilidad Kelvin-Helmholtz; Piezoquiralidad
6 de agosto de 20268 momentos
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Francis Villatoro explica cómo un material inicialmente no quiral puede adquirir esta propiedad al ser deformado a lo largo de los ejes X e Y, modificando su estructura cristalina.
…la estructura cristalina, o sea, el material es un material quiral; este es un furo de plata y galio, es un material que no tiene quiralidad porque su simetría, su estructura, los grupos de simetría, el grupo de simetría asociado a su estructura cristalina. No permite la quiralidad, pero cuando yo deformo, hay como dos ejes: un eje X y un eje Y. Cuando yo deformo en el eje X o deformo en el eje Y, cambio la estructura cristalina de tal manera de que adquiere una nueva estructura cristalina que sí permite la quiralidad, solamente citando el material en esos ejes concretos. Pero el cambio se produce por la presión de la Onda electromagnética que le incide en que eso es lo que resulta difícil de visualizar. Claro, claro, estas ondas de traercio están alterando la estructura cristallina del material. Según el modelo teórico, eso lo han hecho con DFT, con teoría funcional…
Significado #1 · Palabras #1
Francis Villatoro expresa su sorpresa al leer un artículo sobre piezoquiralidad publicado en Nature, cuestionando por qué no se habría investigado el tema antes.
Habla: Francis VillatoroPalabras #4piezoquiralidad artículo naturecavalleri universidad oxfordradaeli instituto basplan ópticaquiralidad óptica inducida science…el material en función de la dirección por la que entra el material que depende de la estructura de la simetría propia de las moléculas constituyentes del material. Es decir, parece como que vuelven a estudiar lo mismo. Entonces uno se pregunta, ¿no? Lo primero que me ocurrió a mí cuando vi este artículo dije: ¿pero esto cómo se puede publicar en hecho? Esto lo tienen que haber hecho ya hace siglos, o sea, por lo menos hace 60 años o hace 30 años, ¿no? Y resulta que el grupo este, este grupo de investigación, que es un grupo liderado por Cavalleri, que se encuentra en la Universidad de Oxford y con Radaeli, que está a tiempo parcial en Oxford y que es director de un instituto del Basplan de óptica de materiales, los dos lideran este artículo que se publica en Nature. Ya publicaron a principios del año pasado en enero de 2025 en Science una cosa bastante parecida en otro material pero una cosa parecida que era en un material que no es quiral, que no tiene quiralidad óptica, inducir la quiralidad. Y tú dices: si ya publicaron lo mismo el año pasado, ¿cómo se publica ahora de nuevo en Mecho? O sea, te genera una serie de dudas que a mí... Este es de esos temas que si empiezo, no paro. Claro, es un tema en el que a mí me…
Francis Villatoro explica el concepto de quiralidad, relacionándolo con la estructura de la mano y su reflejo en un espejo.
Habla: Francis VillatoroSignificado #3 · Palabras #9piezoquiralidad con francis villatorodeformación mecánica propiedades eléctricasmateriales transparentes ondas electromagnéticassacacorchos estructura de espiralestructura de la mano y quiralidadmano izquierda reflejada como derechamateriales con quiralidadquiralidad y propagación luzpolarización de la luzángulo linealmente polarizado…o sea, se lee bien quizás podríamos empezar por el palabra, por decir lo que es la piezoquiralidad sí, ahora lo comento, entonces yo quería primero enfocar un poco el tema de por qué me llama la atención el paper, ¿no? ¿Qué es esto de la piezoquiralidad? Bueno, los materiales, la piezoelectricidad, el piezo magnetismo, es el hecho de que cuando yo deformo mecánicamente un material, pues cambian sus propiedades eléctricas o sus propiedades magnéticas. Una de las propiedades que tienen los materiales que son transparentes y que permiten el paso de ondas electromagnéticas es que te puede cambiar, cuando pasa una onda electromagnética; no estamos hablando de una onda plana, estamos hablando de un paquete de ondas que tiene una estructura, tiene un momento magnético orbital y tú puedes asumir que hay una especie de sacacorchos, como una especie de espiral de sacacorchos, y entonces el sacacorcho lo puedes mover en una dirección o lo puedes mover en la dirección contraria; es decir, eso te impone una cierta quiralidad en el material. ¿Qué es una quiralidad? ¿Qué es la quiralidad? La quiralidad es la asociada a la estructura de la mano. Cuando tú coges una mano y la proyectas en un espejo, tu mano izquierda en el espejo aparece reflejada como mano derecha. Es decir, eso es, tu mano tiene quiralidad porque tu mano derecha y tu mano izquierda son muy similares pero no son superponibles. Y pues eso ocurre en muchos materiales que tienen quiralidad. La quiralidad es una cosa que era difícil de estudiar porque con las técnicas estándares de análisis de tensores de la respuesta óptica en diferentes direcciones de un material, no... Sí, no, bueno, tenía una preguntita. Bueno, ya que te interrumpí la pregunta, perdona; en este caso entiendo que cuando dices la quiralidad, eso que es diferente en una dirección que en la otra, se refiere a la propagación de la luz, o sea, que de alguna forma cambia la polarización, o sea, que si se propaga un ángulo linealmente polarizado, pues lo hace circular o la... Pero tú lo observas. Se llama el OAM, ¿no? El Orbita Angular Momentum, el momento angular orbital de la luz, ¿vale? ¿Qué es eso? La polarización al final es eso, ¿no? El momento de la luz. Básicamente depende de la polarización, pero no es la polarización, ¿vale? O sea, no es que…
Francis Villatoro explica cómo la quiralidad se asocia a un campo pseudoescalar, una magnitud escalar que cambia al ser reflejada en un espejo debido a su origen direccional.
Habla: Francis VillatoroSignificado #14quiralidad asociada a campo pseudoescalarcampo pseudoescalar con origen direccionalreflexión de campo escalar en espejoproducto de vectores y quiralidad…¿vale? O sea, no es que cambies polarización circular de izquierda a derecha, que eso se hace como cualquier material birefringente, consigue cambiar ese tipo de cosas, ¿no? Aquí es una cosa un poquito más complicada, pero no mucho más complicada, ¿vale? Pero en esencia es la misma idea, es cambiar la quiralidad. La quiralidad está asociada a un campo pseudo escalar, a una magnitud que es escalar; que cuando tú haces una magnitud escalar, cuando tú la reflejas en el... una magnitud escalar es, digamos, algo que tiene un valor en cada punto; cuando tú lo reflejas en un espejo, tú no vas a ver ningún cambio, ves exactamente lo mismo. Pero existen campos pseudoescalares en los que el campo escalar tiene un origen, básicamente si quieres, asociado a un producto de vectores y por lo tanto hay una cierta dirección. Pero el campo escalar es escalar, pero la dirección está oculta porque el origen del campo escalar es elemento direccional. De tal manera que cuando lo reflejas no ves exactamente el mismo campo escalar porque hay un cambio de signo. Entonces, si tú lo que estás viendo es intensidad y ves solamente el valor absoluto, el cambio de signo te queda oculto; tú no lo ves, pero en la magnitud física hay ese cambio de signo, ¿vale? Entonces, la diferencia entre un campo escalar y un campo pseudo…
Francis Villatoro explica cómo un catalizador quiral permite sintetizar moléculas con una quiralidad específica y cómo la modificación de la quiralidad del catalizador abre aplicaciones industriales.
Habla: Francis VillatoroSignificado #17 · Palabras #6aplicaciones de materiales quiralesmateriales quirales y meteorologíasistemas biológicos quiralescatalizar reacciones químicas con quiralidadsuperficie material quiral catalizadormoléculas con diferentes quiralidades francis villatorocatalizador quiral síntesis moléculasquiralidad catalizador aplicaciones industrialessíntesis química quiralidad específicasensores quiralidad biología…cambio de signo, ¿vale? Entonces, la diferencia entre un campo escalar y un campo pseudo escalar es que en una reflexión especular te cambia el signo, y ya os digo, eso no es una cosa fácil de ver, pero porque normalmente tú ves intensidad; tú ves el módulo. Eso es básicamente el concepto de quiralidad en el material. Entonces, uno de los problemas que ha habido históricamente a la hora de usar la quiralidad para algo, ¿para qué quieres usar la quiralidad? Pues realmente los materiales quirales pues tienen aplicaciones por temas de meteorología, etc. Hay sistemas químicos, sistemas biológicos que son quirales. Por ejemplo, la síntesis de moléculas quirales, pues tú puedes tener una superficie de un material que tenga una cierta quiralidad que actúe como catalizador y que en función de esa quiralidad catalice la reacción química que produce unas moléculas que puedan tener las dos quiralidades. Hay muchas que cuando las sintetizo de manera arbitraria me Salen con las dos quiralidades. Pero si tengo un catalizador que es quiral, puedo sintetizar moléculas con una cierta quiralidad y si cambio la quiralidad de ese catalizador con la otra quiralidad, con lo que eso puede tener aplicaciones industriales en síntesis química, en gestión de ciertas moléculas, en temas de biología a veces interesan ciertos sensores que sensan solo cierta quiralidad; eso se puede conseguir en ese tipo de materiales, ¿vale? Pero ahora mismo lo que se ha publicado en Necho es solamente el concepto científico, el nuevo efecto científico, ¿vale? Es un efecto físico que hasta ahora se podía concebir que tenía que existir, era como muy obvio que tenía que existir, pero que nadie…
Francis Villatoro explica que la primera observación del fenómeno de la quiralidad óptica inducida por deformaciones mecánicas en un material, denominado piezoquiralidad, fue realizada el año pasado en Sainz y esta es la segunda observación.
Habla: Francis VillatoroSignificado #2 · Palabras #2fenómeno reciente piezo quiralidad…en Necho es solamente el concepto científico, el nuevo efecto científico, ¿vale? Es un efecto físico que hasta ahora se podía concebir que tenía que existir, era como muy obvio que tenía que existir, pero que nadie había observado en ese tipo de materiales. La primera observación en rigor es del año pasado, de enero del año pasado en Sainz, y esta es la segunda, y esta está como mucho más comprensiva; ahora veremos por qué. Pero básicamente es un fenómeno muy reciente: este fenómeno de la quiralidad óptica inducida por deformaciones mecánicas en el material, la piezo quiralidad, de hecho se ha acuñado para este paper. Entonces lo que me acabo de perder de lo que quería contar. Bueno, en resumen, lo que tenemos es un material que, o sea, el artículo es curioso por varias razones, pero una de las razones es que es raro en un.…
Francis Villatoro describe un experimento sencillo para validar un modelo teórico sobre piezoquiralidad, que implica excitar un material con señales de terahercios para controlar su quiralidad.
Habla: Francis VillatoroSignificado #13piezoquiralidad con señales teraherciosmaterial quiral nevógilo destrógiloexperimento sencillo piezoquiralidad villatorocontrol de quiralidad con terahercios…es suficiente para ilustrar muy bien que este material, que esta propiedad existe en los materiales y han cogido como el material de libro, ¿no? El material que acabará apareciendo en todos los libros de texto cuando se hable de piezoquiralidad, ¿no? que te caracteriza todos los materiales y después te plantean un experimento relativamente muy sencillo, muy fácil de entender, en el que tienes un material a que lo excitas con una señal, creo que recordar que eran como 3 terahercios y esa señal es la que controla, por su valorización, si el material se va a convertir en quiral nevógilo o quiral destrógilo y después lanzan una señal con otros también en el régimen de terahercio, pero por otro número 034, no recuerdo el número exacto, y lo lanzan y con esa otra señal prueba chequean si de verdad ha cambiado la finalidad o no. Y lo hacen pues para diferentes ángulos y para diferentes intensidades. O sea que es un artículo muy sencillito, como muy breve; el modelo teórico que plantean es absolutamente trivial, o sea, entre comillas, porque es un modelo básicamente de óptica lineal, porque es que la linealidad de este material es extraordinaria, se ve…
Francis Villatoro describe un artículo publicado en Nature que le resultó particularmente interesante debido a su combinación de teoría y experimentación.
Habla: Francis VillatoroPalabras #3materiales ópticos quirales controlablestransformación quiralidad naturaleza artículodeformación mecánica tensión materialseñal electromagnética interaerción compresióninyección de luz altera propiedades mecánicasmateriales muy pequeñitos propiedades mecánicas…una pequeña deformación; o sea, han cogido un material tan perfecto y tan maravilloso en el que todo se puede interpretar perfectamente utilizando modelos lineales, con lo que el modelo es tan sencillo que, entre comillas, cualquiera lo puede entender. Un artículo que me gustó, pues yo decía: me estoy enterando de todo, o sea, eso es raro. Un artículo en Nature, de enterarte tanto de la teoría como de la parte experimental, y yo os digo: es un artículo muy prometedor, porque es un material con propiedades ópticas quirales controlables. Yo voy a poder transformar el material que no tiene quiralidad en estado de quiralidad. Bueno, el secreto para esa transformación, esa deformación mecánica, esa tensión mecánica, básicamente, el secreto es coger una pequeña laminita, una laminita con un rectángulo con un grosor pequeño y o comprimirlo o estirarlo. Si yo comprimo el material, consigo una quiralidad; si lo estiro, consigo quiralidad de astrología. Pero esa compresión la hago con una señal electromagnética interaerción. Estrictamente no lo hago mecánicamente cogiendo una pinza, porque son materiales muy pequeñitos y la clave es esa. Con inyección de, entre comillas, luz, consigo alterar esas propiedades mecánicas. Eso me genera, claro, esa es la duda que yo tenía: o sea, ¿qué diferencia hay? O sea, ¿por qué es piezo quiralidad y no foto quiralidad? El origen es el cambio en la estructura cristalina, o sea, el material es un material quiral; este es un furo de plata y galio, es un material que no tiene quiralidad porque su simetría, su estructura, los grupos de simetría, el grupo de simetría asociado a…
Francis Villatoro explica cómo un material inicialmente no quiral puede adquirir esta propiedad al ser deformado a lo largo de los ejes X e Y, modificando su estructura cristalina.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #1deformación eje x y estructura cristalinaquiralidad inducida deformación ejesestructura cristalina bajo presión…la estructura cristalina, o sea, el material es un material quiral; este es un furo de plata y galio, es un material que no tiene quiralidad porque su simetría, su estructura, los grupos de simetría, el grupo de simetría asociado a su estructura cristalina. No permite la quiralidad, pero cuando yo deformo, hay como dos ejes: un eje X y un eje Y. Cuando yo deformo en el eje X o deformo en el eje Y, cambio la estructura cristalina de tal manera de que adquiere una nueva estructura cristalina que sí permite la quiralidad, solamente citando el material en esos ejes concretos. Pero el cambio se produce por la presión de la Onda electromagnética que le incide en que eso es lo que resulta difícil de visualizar. Claro, claro, estas ondas de traercio están alterando la estructura cristallina del material. Según el modelo teórico, eso lo han hecho con DFT, con teoría funcional…