#115 Las arcillas al microscopio
La estructura superficial de las partículas de las arcillas es la responsable de la multitud de propiedades que este material puede ofrecer para cada una de sus aplicaciones.
En esta gaceta traducimos un artículo de amàco, un proyecto educativo francés que ha evolucionado desde la educación superior hasta la formación de profesionales de la construcción, que nos sumerge en esta mirada microscópica a la estructura de las arcillas.
amàco nació del programa educativo Grains de Bâtisseurs, iniciado por el laboratorio CRAterre-AE&CC de la Escuela de Arquitectura de Grenoble, y desarrollado en colaboración con INSA Lyon y ESPCI París.
Aunque existen varias familias de arcillas con propiedades muy diferentes, todas ellas tienen una característica común: estar formadas por capas microscópicas cuyo espesor no supera los pocos átomos.
Estas láminas se juntan en el espacio de diferentes maneras. En la escala microscópica, las arcillas presentan en realidad una diversidad de formas y estructuras, que en la escala del constructor corresponden a una pluralidad de estados de la materia.
La palabra arcilla designa así un micromundo mineral tan vasto como variado.
Placas
La mayoría de las arcillas se encuentran en forma de placas. Al observarlas de borde con un potente microscopio, aparecen hojas paralelas, como un libro microscópico cuyas páginas están pegadas entre sí.
La placa es el ladrillo elemental común a todas las arcillas. Por este motivo, las arcillas forman parte de la familia mineralógica de los filosilicatos (del griego phullon que significa “hoja”).
El espesor de estas láminas es fascinante: están formadas por sólo tres o cuatro planos de átomos de oxígeno, entre los cuales se colocan átomos más pequeños, generalmente de silicio y aluminio. El número de páginas apiladas en una placa de arcilla varía mucho, evocando a veces un periódico de unas pocas páginas, a veces un libro de más de mil páginas.
Asimismo, las dimensiones laterales de las placas son muy diferentes: si las partículas más grandes tuvieran el tamaño de este libro de mil páginas, ¡las más pequeñas tendrían menos de un milímetro de largo y ancho! Esta simple variación de tamaño es sinónimo de propiedades muy diversas.
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Redes
Las arcillas no siempre se presentan en forma de placas.
La imagen siguiente muestra una red de membranas interconectadas (a) y (b), un poco como un panal con células irregulares. Sin embargo, a menor escala, vuelve a aparecer una estructura en placas (c).
Las membranas son flexibles y pueden doblarse, disociarse y volver a ensamblarse como haces desordenados de láminas, mientras que en una placa están firmemente unidas entre sí, paralelas e inseparables, formando un cristal rígido.
Fibras
Otras arcillas, mucho más raras, son fibrosas: se parecen a pelos microscópicos (abajo, (a)).
Una vista en sección de estas fibras (b) resalta una vez más una estructura laminada: ¡esta vez las capas se enrollan sobre sí mismas como rollos de papel, para formar fibras!
Nanotubos
Por último, algunas arcillas se presentan en forma de tubos cilíndricos (abajo): la lámina se enrolla o se cierra sobre sí misma.
Estas arcillas tienen propiedades similares a los nanotubos de carbono y se utilizan en numerosas aplicaciones con valores añadidos muy altos. Por ejemplo, son la base de pinturas que detienen las ondas electromagnéticas de los teléfonos móviles en teatros y cines.
La gran diversidad de arcillas proviene pues de diferencias en la disposición de las capas que las constituyen. Dado que la mitad de los átomos de una lámina están en la superficie, las propiedades de la materia ya no se rigen por sus características internas, sino por sus propiedades superficiales.
Fuente: https://amaco.org/le-feuillet-dargile/
