La difracción de rayos X es ideal para establecer el espesor de una película delgada o recubrimiento, determinar la estructura cristalográfica de un material e identificar fases o compuestos cristalinos presentes en una cierta muestra.
Difracción de rayos X es el nombre de un fenómeno de carácter físico producido por la interacción de un haz de rayos X y una sustancia cristalina. En este contexto se registra una interferencia óptica o una desviación/dispersión de la radiación electromagnética que interactúa con materia.
Se trata de una herramienta de perfil analítico útil a la hora de establecer la geometría tridimensional de un material cristalino. Es un procedimiento no destructivo y sumamente versátil que posibilita el estudio de la estructura cristalina de numerosos materiales. Con esta técnica se llega a detectar impurezas de un metal y a examinar la composición de un determinado suelo, por ejemplo.
Como hay una gran cantidad de información interesante y constructiva sobre este asunto, a lo largo de este artículo haremos foco en la importancia, las particularidades, los alcances y el aprovechamiento de la difracción de rayos X.
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ResumenConceptos y elementos vinculados a la difracción de rayos X
Antes de describir conceptos clave y elementos vinculados a la difracción de rayos X es oportuno señalar que, en 1914, se le concedió el Premio Nobel de Física a Max von Laue en reconocimiento a los hallazgos de este físico alemán acerca de una difracción de rayos X que involucra a cristales.
Fue fundamental, por lo tanto, la labor científica de Von Laue para darle impulso a la conocida como cristalografía de rayos X, especialidad en la cual supo brillar su colega Paul Ewald, quien fundó y presidió la Unión Internacional de Cristalografía. También resultaron valiosos los aportes de William Henry Bragg y William Lawrence Bragg. Este dúo de padre e hijo recibió, por sus contribuciones al respecto, el Premio Nobel de Física en su edición de 1915. El apellido de ambos, incluso, ha quedado inmortalizado en la ley de Bragg, un recurso necesario al momento de observar en qué orientación son producidas las interferencias de raíz constructiva a partir de la difracción de rayos X que tiene lugar en la superficie de cristales.
Conviene, además, saber qué y cómo son los patrones de difracción a fin de poder interpretarlos correctamente, así como conocer cómo son, y qué rasgos distintivos poseen, las distintas técnicas existentes en cuanto a difracción de rayos X.
Es enriquecedor, asimismo, estar al tanto del funcionamiento de los difractómetros, instrumentos compuestos por un detector y una fuente de rayos X que se destinan al análisis de muestras.
Mediante una imagen de difracción de rayos X obtenida por Rosalind Franklin quedó al descubierto la estructura de carácter helicoidal propia de la molécula de ADN.
Variedades
Entre las variedades que se distinguen es posible mencionar a la difracción de rayos X de energía dispersiva (EDXRD) y la difracción de rayos X de longitud de onda dispersiva (WDXRD).
Tampoco hay que dejar de prestar atención a las características de la técnica llamada difracción de rayos X de monocristal, a las de la difracción de retrodispersión de electrones (EBSD) ni a las de la difracción de rayos X de polvo (DRX-P). Esta última es un método ideal para la identificación y caracterización de fases.
Cabe resaltar que tradicionalmente, en la medición de la difracción de rayos X se toman en consideración tres alternativas: una que se define como método de polvo (Debye-Scherrer), otra catalogada como método de Laue y una tercera llamada método de rotación.
La difracción de rayos X tiene una gran variedad de aplicaciones: es útil para estudiar cómo se compone un suelo y reconocer minerales, sirve en la industria farmacéutica al diseñar fármacos y comprobar su calidad, realizar tomografías computarizadas, etc.
Aplicaciones de la difracción de rayos X
La difracción de rayos X, según se deduce de la práctica, tiene numerosas aplicaciones en el ámbito industrial y es de una relevancia inmensa en el plano de las investigaciones científicas.
Aquellos que se dedican a la mineralogía, por señalar un caso concreto a modo de referencia, aprovechan las bondades de esta técnica para identificar rápidamente minerales y poder informar de manera detallada cómo es la estructura cristalográfica de cada muestra que se analizará.
En el segmento de la nanotecnología, en tanto, se hace uso de este procedimiento para estudiar en detalle la estructura propia de los nanomateriales, mientras que en el sector petroquímico la difracción de rayos X facilita y mejora instancias productivas al brindar datos sobre productos que derivan del petróleo, catalizadores y polímeros.
Es interesante indicar, incluso, que la difracción de rayos X se tiene en cuenta experimentalmente al realizar estudios como la tomografía computarizada, por sumar otra referencia. Exponentes del universo farmacéutico, por su parte, apelan a esta metodología a fin de controlar la calidad de los medicamentos/fármacos que se van elaborando.
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