La anatasa es una forma mineral metaestable del dióxido de titanio (TiO 2 ) con una estructura cristalina tetragonal . Aunque es incolora o blanca cuando está pura, la anatasa en la naturaleza suele ser un sólido negro debido a las impurezas. Se sabe que existen otros tres polimorfos (o formas minerales) del dióxido de titanio en la naturaleza: brookita , akaogiita y rutilo , siendo el rutilo el más común y el más estable del grupo. La anatasa se forma a temperaturas relativamente bajas y se encuentra en concentraciones menores en rocas ígneas y metamórficas . [5] El vidrio recubierto con una película fina de TiO 2 muestra propiedades antivaho y autolimpiantes bajo radiación ultravioleta . [6]
La anatasa siempre se encuentra como cristales pequeños, aislados y muy desarrollados , y al igual que el rutilo, cristaliza en un sistema tetragonal . La anatasa es metaestable a todas las temperaturas y presiones, siendo el rutilo el polimorfo de equilibrio. Sin embargo, la anatasa es a menudo la primera fase de dióxido de titanio que se forma en muchos procesos debido a su menor energía superficial , y la transformación a rutilo tiene lugar a temperaturas elevadas. [7] Aunque el grado de simetría es el mismo para las fases de anatasa y rutilo, no existe relación entre los ángulos interfaciales de los dos minerales, excepto en la zona prismática de 45° y 90°. El hábito cristalino octaédrico común de la anatasa, con cuatro planos de clivaje perfectos , tiene un ángulo sobre su borde polar de 82°9', mientras que los octaedros de rutilo solo tienen un ángulo de borde polar de 56°52½'. El ángulo más pronunciado da a los cristales de anatasa un eje vertical más largo y una apariencia más delgada que el rutilo. Existen otras diferencias importantes entre los caracteres físicos de la anatasa y el rutilo. Por ejemplo, la anatasa es menos dura (5,5-6 frente a 6-6,5 en la escala de Mohs ) y menos densa ( gravedad específica de aproximadamente 3,9 frente a 4,2) que el rutilo. La anatasa también es ópticamente negativa , mientras que el rutilo es ópticamente positiva. La anatasa también tiene un brillo adamantino o metálico -adamantino más marcado que el del rutilo. [8]
El nombre moderno fue introducido por René Just Haüy en 1801, pero el mineral ya se conocía y describía antes. Deriva del griego antiguo : ἀνάτασις 'estirarse', porque los cristales se estiran a lo largo de un eje en comparación con otros bipiramidales. [9]
Otro nombre que se utiliza comúnmente para la anatasa es octaedrita , que es anterior a la anatasa y fue dado por Horace Bénédict de Saussure [9] debido al hábito octaédrico común (agudo) de los cristales. Otros nombres, ahora obsoletos, son oisanita (por Jean-Claude Delamétherie ) y dauphinita , de la conocida localidad francesa de Le Bourg-d'Oisans en Dauphiné . [8]
Se pueden distinguir dos hábitos de crecimiento de los cristales de anatasa. El más común se presenta como octaedros agudos simples con un color azul índigo a negro y brillo acerado. Los cristales de este tipo son abundantes en Le Bourg-d'Oisans en Dauphiné, Francia , donde están asociados con cristal de roca, feldespato y axinita en grietas en granito y esquisto de mica . Cristales similares de tamaño microscópico están ampliamente distribuidos en rocas sedimentarias como areniscas , arcillas y pizarras , de las que pueden separarse lavando los componentes más ligeros de la roca en polvo. [8] El plano (101) de la anatasa es la superficie termodinámicamente más estable y, por lo tanto, la faceta más expuesta en la anatasa natural y sintética. [10]
Los cristales del segundo tipo tienen numerosas caras piramidales desarrolladas y suelen ser más planos o, a veces, prismáticos. Su color va del amarillo miel al marrón. Estos cristales se parecen mucho al mineral xenotima en apariencia y, históricamente, se pensaba que eran una forma especial de xenotima, denominada wiserina . Se encuentran adheridos a las paredes de las grietas de los gneises de los Alpes , siendo una localidad muy conocida el Binnenthal, cerca de Brig, en el cantón de Valais , Suiza . [8]
Si bien la anatasa no es una fase de equilibrio del TiO 2 , es metaestable cerca de la temperatura ambiente. A temperaturas entre 550 y aproximadamente 1000 °C, la anatasa se convierte en rutilo. La temperatura de esta transformación depende en gran medida de las impurezas o dopantes , así como de la morfología de la muestra. [11]
Debido a su posible aplicación como semiconductor , la anatasa se suele preparar sintéticamente. La anatasa cristalina se puede preparar en laboratorios mediante métodos químicos como el proceso sol-gel . Esto se puede hacer mediante la hidrólisis controlada de tetracloruro de titanio (TiCl 4 ) o etóxido de titanio . A menudo se incluyen dopantes en dichos procesos de síntesis para controlar la morfología, la estructura electrónica y la química de la superficie de una muestra de anatasa. [12]
