SCHOTT solutions n° 2/2012 > Premio Otto Schott a la Investigación 2012

Los premiados: el profesor Joachim Deubener (2º por la Izda.), de la TU Clausthal (Alemania), y el profesor Adrian C. Wright (2º por la Dcha.), de la Reading University (Inglaterra), junto con el Dr. Hans-Joachim Konz (Izda.), miembro del Consejo de Dirección de SCHOTT AG y Presidente del Patronato del Fondo Ernst Abbe, y el profesor Reinhard Conradt (Dcha.), miembro del mismo. Foto: SCHOTT/A. Sell

Investigando el plan maestro del vidrio


El Premio Otto Schott a la Investigación de este año ha sido concedido al profesor Adrian C. Wright por la obra de su vida, la investigación de la estructura del vidrio utilizando rayos de neutrones, y al profesor Joachim Deubener, por sus hallazgos sobre la solubilidad de gases en vidrio y en masas de vidrio fundido.


Bernhard Gerl

La invención del vidrio borosilicato, a finales del siglo xix, fue probablemente el mayor logro de Otto Schott. El profesor Adrian C. Wright ha dedicado parte de su carrera científica a estudiar la estructura de este material y es por ello el primer investigador británico en ser distinguido con el Premio Otto Schott a la Investigación. Hasta su jubilación el profesor Wright enseñó e investigó en la Reading University (Inglaterra). Por su labor investigadora había sido ya distinguido en 1996 con el Premio George W. Morey de la American Ceramic Society. Además se celebró en su honor la sexta Borat Conference, en 2008.

Como observara el físico americano W. H. Zachariasen en 1932, ”Con franqueza, debemos admitir que prácticamente no sabemos nada acerca de la disposición de los átomos en los vidrios.” El mismo año, Chadwick descubrió el neutrón. A principios de los 70, Adrian C. Wright, en Reading, fue uno de los primeros en utilizar neutrones de reactores nucleares y, posteriormente, de aceleradores de partículas, para analizar la estructura de los materiales amorfos como el vidrio. Allí acuñó el término amorfografía, análogo a cristalografía.
El profesor Adrian C. Wright ha investigado la estructura molecular del vidrio. Foto: SCHOTT/A. Sell
Para determinar la estructura de un material se pueden utilizar rayos X, electrones y neutrones. La longitud de onda de De Broglie de los neutrones, con un bajo nivel energético, se sitúa dentro del rango del diámetro de un átomo, de modo que permiten extraer conclusiones acerca de la estructura del vidrio sobre la base de su patrón de difracción. Los neutrones ofrecen la ventaja de que mayormente son difractados por los núcleos de los átomos y reaccionan de distinta forma a los isótopos. Su elevado poder de penetración hace posible analizar grandes volúmenes de muestras. Gracias a sus interacciones se pueden determinar además las propiedades magnéticas. Todo ello hace de los neutrones una herramienta valiosa para analizar la estructura del vidrio. En los experimentos con neutrones se utilizan las dispersiones elástica e inelástica. La primera proporciona información sobre la estructura atómica y magnética de una muestra, mientras que la segunda induce selectivamente diversas oscilaciones. Una transformada de Fourier de los datos obtenidos proporciona una función de correlación, que expresa la probabilidad de encontrar un átomo a una determinada distancia de otro. A lo largo de su dilatada carrera científica el profesor Wright analizó muchos tipos distintos de vidrio, tales como cuarzo, vidrios de borato y metálicos, dentro de una amplia variedad de escalas de tamaño, y obtuvo a menudo resultados sorprendentes; por ejemplo, que los vidrios de borato contienen una proporción mucho más alta de unidades estructurales extraordinariamente regulares, como el grupo boroxol, que lo que cabría esperar sobre una base puramente estadística. Hoy en día tenemos un conocimiento relativamente bueno de la estructura de los vidrios. El profesor Wright ha contribuido muy significativamente a los progresos hechos en este campo.
La fotografía de la derecha muestra una simulación de dinámica molecular del vidrio silicato de sodio y boro. Fuente: Prof. A. N. Cormack

Investigador del vidrio y educador sobresaliente


El profesor Joachim Deubener se habilitó en 2001 en la Universidad Técnica de Berlín, después de dos años de postdoctorado en la Universidad de Arizona y cuatro años como tutor en la Universidad de Stanford en Berlín. Es desde 2002 profesor ordinario de la facultad de Materiales No metálicos de la Universidad Técnica de Clausthal. Ya en 2002 fue distinguido por la Comisión Internacional del Vidrio con el Professor Vittorio Gottardi Memorial Prize, por sus logros destacados en el campo de la investigación del vidrio. Ha recibido el Premio Otto Schott a la Investigación por su labor de investigación de los procesos de transporte y solubilidad de los gases en el vidrio y las masas fundidas de vidrio. Ha analizado la influencia del agua disuelta sobre la viscosidad y la temperatura de formación del vidrio. También ha aportado impulsos científicos importantes con su estudio de las propiedades de las capas delgadas sobre vidrios y de la cinética de la cristalización de los vidrios silicato.

Prof. Joachim Deubener | Foto: SCHOTT/A. Sell

Esto le ha permitido demostrar hasta qué punto se puede utilizar la denominada temperatura reducida de transición vítrea como forma para medir la tasa de nucleación estacionaria de cristales. Sus trabajos de investigación más recientes se ocupan del comportamiento de deformación y fluencia de los vidrios, de los fenómenos de relajación y del desarrollo de vidrios esmaltados, así como de los procesos sol-gel. En uno de sus proyectos actuales ha demostrado que la estabilidad térmica de capas antirreflectantes porosas sobre vidrio se ve limitada por la sinterización a temperaturas por encima de 1100 °C y que el contenido de agua del material de las capas tiene una influencia decisiva sobre su tasa de contracción, porque rebaja su viscosidad.
El profesor Joachim Deubener ha estudiado el comportamiento de fluencia de los vidrios (abajo una masa fundida de vidrio para uso en laboratorio). Foto: FRAUNHOFER ISC / K. Dobberke
El profesor Deubener no sólo es un extraordinario investigador del vidrio, sino también un excelente docente. Sus curvas maestras son una de sus ”marcas de fábrica”. Las utiliza para resumir el gran caudal de resultados experimentales propios, junto con una colección básicamente completa de datos procedentes de la literatura especializada sobre ciencias de materiales, con el fin de ilustrar las complejas relaciones entre la solubilidad de los gases en el vidrio y las masas fundidas de vidrio o las viscosidades efectivas en sistemas multifase.

El profesor Wright y el profesor Deubener han recibido el Premio Otto Schott a la Investigación, dotado con 25.000 €, en el transcurso de las 11as Jornadas de la Sociedad Europea de Ciencia y Tecnología del Vidrio (ESG). Este premio se concede cada dos años, en alternancia con el Premio a la Investigación Carl Zeiss, para reconocer logros científicos destacados en la investigación de base y el desarrollo tecnológico dentro de las áreas de materiales especiales, componentes y sistemas para los campos de aplicación óptica y electrónica, energía solar, salud y hogar. Ambos premios a la investigación están gestionados por la asociación Stifterverband für die Deutsche Wissenschaft. <|