Comprender la estructura de los cristales y sus defectos ha conducido a una serie de innovaciones sorprendentes en diversos campos, desde la electrónica y la informática modernas hasta las máquinas de resonancia magnética de alta precisión y los grandes aceleradores de alta energía. En este contexto, los investigadores han estado estudiando diversos materiales sólidos desordenados y explorando métodos para generar desorden dentro de sus estructuras cristalinas con el fin de controlar las propiedades físicas y químicas de los compuestos. Uno de los minerales que suscita un interés creciente es la dypingita, un carbonato de magnesio hidratado que se forma de manera natural mediante la reacción de rocas ricas en magnesio con dióxido de carbono y agua.

Se ha descubierto que, a lo largo de escalas de tiempo geológicas, estos minerales desempeñan un papel en la captura natural de carbono, mediante la cual el dióxido de carbono atmosférico queda fijado en formas sólidas estables. Además, la dypingita forma nanopartículas con aspecto de flor que podrían tener aplicaciones en catálisis y filtración de agua. Identificar su estructura cristalina podría permitir a los científicos aprovechar estas propiedades. Sin embargo, hasta ahora ha sido muy difícil de caracterizar debido a su compleja estratificación y a su sensibilidad a la humedad.

Este estudio supone un avance decisivo en la comprensión de la dypingita. Los investigadores combinaron difracción de polvo de rayos X en la línea de luz MSPD (Ciencia de Materiales y Difracción de Polvo, por sus siglas en inglés) y en la Línea Suizo-Noruega (SNBL, ESRF) con microscopía electrónica de transmisión y experimentos cuidadosamente controlados de humedad, con el fin de revelar una estructura compuesta por capas alternas de magnesio y carbonato intercaladas con moléculas de agua. En estos experimentos, los investigadores observaron que el grado de orden estructural cambia en función de la humedad ambiental. A mayor humedad, las moléculas de agua se reorganizan dentro de la red cristalina, introduciendo una forma de desorden de largo alcance —lo que significa que el patrón general de posiciones atómicas se vuelve irregular, aunque los enlaces locales permanecen estables—.

Este hallazgo constituye un raro ejemplo de desorden estructural modulable por el entorno, en el que los cambios en las condiciones ambientales modifican la arquitectura interna de un material sólido sin degradarlo.

Estos descubrimientos tienen implicaciones más amplias. Comprender cómo responden los carbonatos hidratados a la humedad ambiental puede orientar el diseño de materiales funcionales que aprovechen mecanismos similares —por ejemplo, en sensores de humedad o en materiales porosos ajustables—. Asimismo, profundiza nuestro conocimiento sobre cómo se forman y transforman los carbonatos de magnesio en entornos naturales, influyendo en el ciclo del carbono a largo plazo y en el almacenamiento de carbono en las rocas.

A través de estos análisis, los investigadores han logrado construir por primera vez un modelo atómico completo de la dypingita. El estudio demuestra cómo las fuentes de luz de sincrotrón, como ALBA, son herramientas esenciales para investigar materiales naturales complejos, especialmente aquellos cuyas propiedades dependen de manera sensible de su entorno. Además, abre nuevas vías para explorar el impacto del agua en el desorden y la estructura, tanto en sistemas naturales como sintéticos.