La anatasa es una forma mineral metaestable de 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 otros tres polimorfos (o formas minerales) del dióxido de titanio se producen de forma natural: brookita , akaogiita y rutilo , siendo el rutilo el más común y 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 fina película de TiO 2 muestra propiedades antivaho y autolimpiante 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 , con una transformación en rutilo que tiene lugar a temperaturas elevadas. [7] Aunque el grado de simetría es el mismo para las fases anatasa y rutilo, no existe relación entre los ángulos interfaciales de los dos minerales, excepto en la zona del prisma de 45° y 90°. El hábito cristalino octaédrico común de la anatasa, con cuatro planos de división 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, lo que llevó al mineralogista francés René Just Haüy a nombrar el mineral anatasa en 1801, del griego anatasis ("extensión"). Existen diferencias importantes adicionales 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 aproximadamente 3,9 frente a 4,2) que el rutilo. La anatasa también es ópticamente negativa , mientras que el rutilo es ópticamente positivo. La anatasa también tiene un brillo adamantino o metálico más fuerte que el del rutilo. [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 abundan en Le Bourg-d'Oisans en Dauphiné, Francia , donde se asocian con cristales de roca, feldespatos y axinitas en grietas de granito y esquistos de mica . Cristales similares de tamaño microscópico están ampliamente distribuidos en rocas sedimentarias como areniscas , arcillas y pizarras , de las que pueden separarse mediante lavado de los constituyentes 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. [9]
Los cristales del segundo tipo tienen numerosas caras piramidales desarrolladas y suelen ser de hábito más plano o, a veces, prismático. Su color va del amarillo miel al marrón. Estos cristales se parecen mucho al mineral xenotima en apariencia e históricamente se pensaba que eran una forma especial de xenotima, denominada Wiserina . Se encuentran adheridos a las paredes de las grietas de los gneises en los Alpes , siendo una localidad muy conocida 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. [10]
Debido a su posible aplicación como semiconductor , la anatasa a menudo se prepara sintéticamente. La anatasa cristalina se puede preparar en laboratorios mediante métodos químicos como el proceso sol-gel . Esto podría hacerse mediante 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. [11]
Otro nombre comúnmente usado para anatasa es octaedrita , que es anterior a anatasa y se le da debido al hábito octaédrico común (agudo) de los cristales. Otros nombres, hoy obsoletos, son oisanita y dauphinita , procedentes de la conocida localidad francesa de Le Bourg-d'Oisans en Dauphiné . [8]
