ANNUAL REPORT 2011 - Instituto de Estructura de la Materia

que no se produzca la ruptura de enlace químico de la molécula (fisisorción), el estado termodinámico es tal que nose puede conseguir una retención substancial de las moléculas sobre el substrato adsorbente. Como quiera que laretención mediante enlace químico (quimisorción) implicaría temperaturas demasiado altas en la práctica paravolver a liberar el hidrógeno es necesario pensar en mecanismos de atrapado microscópico más allá de los presentesen los adsorbentes habituales.Mediante el uso concurrente de técnicas de dispersión de neutrones y medidas de adsorción hemos podidoidentificar algunos mecanismos que contribuyen a aumentar sustancialmente la capacidad de almacenamiento de loscorrespondientes adsorbatos. Más concretamente, hemos podido observar un proceso de atrapado cinético de lasmoléculas de H2 en determinadas estructuras carbonosas de haces tubulares. En el proceso de llenado, la estructurase va expandiendo, lo que por una parte aumenta su capacidad nominal de almacenamiento según aumenta lapresión, mientras que, por otro, las moléculas quedan en parte cinéticamente atrapadas en la estructura de tal formaque al volver a bajar la presión un exceso de ellas queda retenido en la estructura dando lugar un ciclo de histéresisen el proceso de adsorción/desorción.Siguiendo la misma filosofía hemos empezado a estudiar materiales basados en óxido de grafito. Hemos tenidoéxito en el intercalado de moléculas simples de tal forma que se puede “sintonizar” el especiado interlaminar asícomo la tortuosidad de los poros entre “pilares”. Esperamos así, conseguir materiales que “atrapen” eficientementemoléculas relevantes, en particular H2.ESTRUCTURA Y DINÁMICA MICROSCÓPICA DE MATERIA CONDENSADA DESORDENADALa riqueza de estructuras microscópicas de la materia condensada va mucho más allá de las tradicionales fasescristalinas (sólido ordenado), vidrio (sólido desordenado) y líquido (fluido). Sustancias molecularmente sencillascomo los alcoholes simples (Metanol, Etanol, Propanol,…) presentan fases con diferentes tipos de ordenamientoespacio-temporal en diferentes grados de libertad. Probablemente el ejemplo más destacable es el etanol en el queaparte del cristal, vidrio y liquido convencionales puede adoptar una fase de vidrio orientacional con los grados delibertad traslacionales ordenados en un cristal bcc mientras que los orientacionales están en una fase vítreadesordenada. Estos grados orientacionales pueden a su vez se “funden” a una determinada temperatura y rotaralrededor de los centros de masas moleculares ordenados cristalinamente. En este contexto, haciendo uso detécnicas de difracción de neutrones, estamos estudiando la cinética de la transición entre esta fase cristalina rotora(cristal plástico) y el cristal monoclínico estándar.DESARROLLO DE INSTRUMENTACIÓN AVANZADA PARA FUENTES DE NEUTRONESEn los últimos años gran parte de la labor en este aspecto desarrollada por el grupo ha estado centrada en lacandidatura española a la fuente de espalación de neutrones europea (ESS-Bilbao). En mayo del 2009 se produjo unpunto de inflexión en este sentido tras alcanzarse un acuerdo informal en Bruselas a favor de la candidatura sueca(Lund) y el subsiguiente acuerdo suscrito entre el MICINN y el correspondiente ministerio sueco. Comoconsecuencia el consorcio ESS-Bilbao (Administración Central/Gobierno Vasco) ha reorientado sus actividadespasando éstas a estar dirigidas por el Prof. Javier Bermejo. Más concretamente, las actividades en curso estánencaminadas a la construcción de una infraestructura local basada en un acelerador de iones ligeros de potencia conobjeto de dar servicio a programas de experimentación avanzada no sólo en la producción de haces de neutronespor procesos de fragmentación nuclear (espalación) si no en áreas tan diversas como la Física de Partículas, elestudio de materiales para Fusión Nuclear, la producción de isótopos inestables para estudios en Física Nuclear o lasposibles aplicaciones de aceleradores de este tipo en radioterapia oncológica. Tres serían los objetivos principalesdel centro de aceleradores:- Servir como un centro de diseño, desarrollo y prototipación de algunas estructuras de aceleración responsables dela ganancia en energía del haz hasta unos 2.5 GeV.- Nuclear dentro de nuestro sistema de Ciencia-Tecnología-Innovación, un laboratorio especializado en Ciencia yTecnología de Aceleradores de Potencia, conmensurable con los existentes en los países de nuestro entorno queasumen labores de desarrollo y coordinación de los esfuerzos que estos realizan en Grandes InstalacionesInternacionales.- Dotar a nuestro entramado industrial de herramientas que le permitan posicionarse con ventaja en áreas querequieren el uso de haces de iones ligeros (semiconductores de potencia, industrial aeroespacial, litografía,materiales ultra-duros).A parte del centro de aceleradores, está en curso también el montaje del instrumento WISH (segunda estaciónblanco de la instalación ISIS) en el que se participa en varios de sus componentes así como el desarrollo de unaactualización del instrumento de PEARL (primera estación blanco de la instalación ISIS) un instrumentoespecializado en entornos de muestra a presiones extremas.27