Pela primeira vez, os cientistas foram capazes de criar hidreto binário sólido, um composto feito exclusivamente de átomos de ouro e hidrogênio. O feito é de uma equipe ligada ao Laboratório SLAC do Departamento Nacional de Energia dos EUA.
Os pesquisadores procuraram entender quanto tempo os hidrocarbonetos, compostos de carbono e hidrogênio levam a formar diamantes de pressão extremamente alta e calor. Os experimentos foram realizados no Laboratório XFEL Europeu (laser de elétrons sem raios X) na Alemanha.
Uma folha de ouro foi usada em amostras para absorver raios X e aquecer hidrocarbonetos de absorção fraca – surpreendentemente, a combinação resultou não apenas na formação de diamantes, mas também em hidreto de ouro.
“Foi inesperado porque o ouro é tipicamente quimicamente muito chato e não reativo – e é por isso que o usamos como um absorvedor de raio X nesses experimentos”. Ele disse Mungo Frost, cientista da equipe do SLAC que liderou o estudar.
“Esses resultados sugerem que há potencialmente muita química a ser descoberta em condições extremas, onde os efeitos da temperatura e pressão começam a competir com a química convencional, e você pode formar esses compostos exóticos”, acrescentou.
Como foi feito o experimento?
- As amostras de hidrocarbonetos foram compactadas a pressões maiores do que as da capa da Terra usando uma célula de diamante;
- Em seguida, foram aquecidos mais de 1.700 ° C de pulsos de raio X XFEL XFEL;
- A equipe analisou como os raios X se espalharam por toda a amostra, o que permitiu analisar as transformações estruturais internas;
- O hidrogênio se apresentou em um denso estado “superon”, com átomos fluindo livremente através da estrutura do ouro, aumentando a condutividade do hidreto de ouro.
Leia mais:
Descobertas significativas
Segundo os pesquisadores, o hidrogênio é particularmente difícil de estudar a partir de raios-X, porque os espalha fracamente. No experimento, o elemento mais leve da tabela periódica interagiu com átomos de ouro muito mais pesados, influenciando a dispersão da raio x.
A partir do hidreto de ouro, os cientistas podem conduzir outros experimentos com hidrogênio atômico denso, que compõe o interior de certos planetas. Isso pode até ajudar a entender os processos solares, contribuindo para o desenvolvimento de tecnologias baseadas em energia de fusão.
“É importante que possamos produzir e modelar experimentalmente esses estados nessas condições extremas”, disse Siegfried Glenzer, diretor da divisão de alta energia e professor de ciências da pebionto da SLAC e o principal pesquisador do estudo. “Essas ferramentas de simulação podem ser aplicadas para modelar outras propriedades exóticas dos materiais em condições extremas”.