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Vidrio fosfatado

El vidrio fosfatado es una clase de vidrios ópticos compuestos de metafosfatos de varios metales. En lugar de SiO2 en los vidrios de silicato , el sustrato que forma el vidrio es P2O5 .

Descubrimiento

El Dr. Alexis G. Pincus, de la American Optical Company, suministró muestras de vidrio de fosfato de aluminio para los investigadores de Oak Ridge de la era del Proyecto Manhattan, y en 1945 Aristid V. Grosse lo llamó anecdóticamente el inventor en una nota de investigación de la Universidad de Columbia. [1]

Propiedades físicas

El P 2 O 5 cristaliza en al menos cuatro formas. El polimorfo más conocido (ver figura) comprende moléculas de P 4 O 10 . Los otros polimorfos son poliméricos, pero en cada caso los átomos de fósforo están unidos por un tetraedro de átomos de oxígeno, uno de los cuales forma un enlace terminal P=O. La forma O adopta una estructura en capas que consiste en anillos P 6 O 6 interconectados , no muy diferente de la estructura adoptada por ciertos polisilicatos . [ 2]

La estructura tipo jaula del P 4 O 10 , parecida a la del adamantano , que proporciona el componente básico para los formadores de vidrio de fosfato.

Los vidrios fosfatados son muy resistentes al ácido fluorhídrico y, con la adición de óxido de hierro , actúan como eficientes absorbentes del calor.

El vidrio de fosfato de hierro y fosfato de hierro y plomo son alternativas al vidrio de borosilicato para la inmovilización de desechos radiactivos . [3]

Propiedades únicas

Los vidrios de fosfato pueden ser ventajosos sobre los vidrios de sílice para fibras ópticas con alta concentración de iones de tierras raras dopantes. [4] [5]

Una mezcla de vidrio fluorado y vidrio fosfatado es el vidrio fluorofosfato .

El vidrio fosfatado que contiene plata se utiliza en los dosímetros de vidrio fosfatado . Emite luz fluorescente cuando se irradia con luz ultravioleta, cuando se expone previamente a la radiación ionizante , en una cantidad proporcional a la dosis. [6]

Algunos vidrios de fosfato son biocompatibles y solubles en agua y son adecuados para su uso como estructuras degradables de tejidos y huesos dentro del cuerpo humano. [7]

Referencias

  1. ^ "Nota sobre el uso de vidrios sin sílice para manipular fluoruro de hidrógeno anhidro y hexafluoruro de uranio". Universidad de Columbia. Septiembre de 1945. Consultado el 15 de febrero de 2018 .
  2. ^ Karabulut M, Melnik E, Stefan R, Marasinghe GK, Ray CS, Kurkjian CR, Day DE (2001). "Propiedades mecánicas y estructurales de los vidrios de fosfato" (PDF) . Journal of Non-Crystalline Solids . 288 (1–3): 8–17. Bibcode :2001JNCS..288....8K. doi :10.1016/S0022-3093(01)00615-9. Archivado desde el original (PDF) el 2016-08-05.
  3. ^ "Vidrio de fosfato de hierro como forma alternativa de desecho para Hanford LAW" (PDF) . Pacific Northwest National Laboratory. Febrero de 2003. Consultado el 22 de marzo de 2010 .
  4. ^ Rüdiger Paschotta. «Fibras de sílice». Enciclopedia de física y tecnología láser . RP Photonics Consulting GmbH . Consultado el 22 de marzo de 2010 .
  5. ^ Karabulut M, Melnik E, Stefan R, Marasinghe GK, Ray CS, Kurkjian CR, Day DE (2001). "Propiedades mecánicas y estructurales de vidrios de fosfato" (PDF) . Journal of Non-Crystalline Solids . 288 (1–3): 8–17. Bibcode :2001JNCS..288....8K. doi :10.1016/S0022-3093(01)00615-9.
  6. ^ "Dosímetro de vidrio fosfatado". Sociedad Nuclear Europea . Consultado el 22 de marzo de 2010 .
  7. ^ Bitar M, C Knowles J, Lewis MP, Salih V (diciembre de 2005). "Fibras de vidrio de fosfato solubles para la reparación de la interfaz hueso-ligamento". Revista de ciencia de materiales: materiales en medicina . 16 (12): 1131–6. doi :10.1007/s10856-005-4718-3. PMID  16362212. S2CID  28879856.