Caso Científico - Proyecto LAHN - Difractometro de polvos de alta resolución

ARCE M.D.; BASBUS J.F.

2016-11-17/2017-02-20

Química

Energia-Nuclear

Las técnicas de difracción y análisis cristalográfico son herramientas indispensables y, en ocasiones, insustituibles en disciplinas tan diversas como ciencia de materiales, física y química de la materia condensada, geología, desarrollo y control de medicamentos, biología estructural, tecnología de alimentos, entre otras.En Argentina, existe una larga tradición en el empleo de técnicas difracción, abarcando un gran número de investigadores y becarios que emplean principalmente la difracción de Rayos X (DRX) y electrones para abordar problemáticas diversas relacionadas principalmente con la identificación de fases cristalinas o el estudio cristalográfico de proteínas, minerales, aleaciones, cerámicos, óxidos, etc. Tan sólo la Asociación Argentina de Cristalografía cuenta, al 2016, con un centenar de socios, pero los usuarios de técnicas de DRX superan esa cifra con creces. El sistema científico-tecnológico nacional ha invertido en equipamiento de DRX en varios centros de investigación del país, y recientemente se ha creado un Sistema Nacional de RX (SNRX) en el marco del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva. La distribución regional de estos centros, con equipamiento para realizar DRX, se encuentra indicada en la Fig. 1 .En las siguientes secciones se discutirá brevemente el tipo de información que se puede obtener con DN, pero cabe destacar que la combinación de facilidades de luz sincrotrón y fuentes de neutrones es una dupla fundamental en numerosos países o consorcios que cuentan con instalaciones experimentales de gran escala, en adelante llamadas Grandes Instalaciones: ILL/ESRF Francia, PSI Suiza, ESS/MAX IV Lund Suecia, Diamond/ISIS UK, HZB Berlín, ANSTO Australia, etc. Esta asociación no es caprichosa, sino que responde al altísimo grado de complementariedad entre la información que brindan la dispersión de luz y la dispersión de neutrones, consideradas las sondas microscópicas más poderosas. Estas facilidades cuentan, además, con la infraestructura necesaria para realizar estudios in situ, simulando condiciones de operación de materiales y sistemas biológicos. Al poder variar en forma continua la temperatura, la presión, el campo magnético, la atmósfera gaseosa, etc. se logra acceder a entornos experimentales que permiten una gama más rica de investigaciones, muchas veces imposibles de realizar en los laboratorios de pequeña escala. Actualmente, la llamada ``cristalografía in-situ'', se ha convertido en una herramienta poderosa de la mano de los avances en las Grandes Instalaciones, ya que este tipo de estudios requiere altos flujos y alta resolución temporal y espacial.En este contexto, tenemos ante nosotros la oportunidad de ofrecer a la comunidad científica Argentina, y a la de todo Latinoamérica, una herramienta de caracterización y experimentación única, como es la difracción de neutrones, altamente complementaria con la DRX de laboratorio existente en nuestro país y sincrotrón que se encuentra accesible en Brasil. Esta sinergia se verá potenciada con la cercana apertura de SIRIUS, previsto para ser una de las mejores fuentes de luz sincrotrón del mundo, también en Brasil. De este contexto regional y dada las excepcionales características del RA-10 como generador de haces de neutrones, si la infraestructura es adecuada, estaremos en condiciones competitivas con otras Grandes Instalaciones internacionales.En este documento, investigadores de diferentes ramas de la Ciencia de Materiales y Materia Condensada presentan diferentes ejemplos de aplicación a modo de Caso Científico para impulsar el diseño y construcción una línea de Difracción de Neutrones de Alta Resolución con sus correspondientes entornos de muestras en el reactor experimental RA-10. Se presentan casos exitosos que sirvieron para acumular experiencia previa en el uso de esta técnica en nuestra comunidad, así como casos potenciales de aplicación con el objetivo de mostrar el impulso que produciría la existencia de un instrumento de este tipo en grupos de investigación y/o aplicaciones que actualmente no lo utilizan por la complejidad del acceso a los distintos centros del exterior.