De acordo com pt.wedoany.com-Uma equipe internacional liderada pelo Laboratório Nacional de Aceleradores SLAC (SLAC National Accelerator Laboratory), do Departamento de Energia dos EUA, sintetizou acidentalmente um composto sólido composto por átomos de ouro e hidrogênio — o hidreto de ouro — em experimentos de alta pressão e alta temperatura. Esta é a primeira vez que cientistas criam essa substância, e os resultados foram publicados na revista Angewandte Chemie International Edition.
A descoberta originou-se de um estudo sobre o mecanismo de formação de diamantes. No experimento, os pesquisadores pretendiam inicialmente investigar o tempo necessário para que hidrocarbonetos formassem diamantes sob condições extremas de alta temperatura e pressão. Para isso, comprimiram amostras de hidrocarbonetos em uma bigorna de diamante, sob pressão superior à existente no manto terrestre, e as aqueceram a mais de 1900 graus Celsius usando pulsos repetidos de raios X da instalação europeia European XFEL (European XFEL), na Alemanha. A folha de ouro na amostra foi originalmente usada como absorvedor de raios X para ajudar a aquecer os hidrocarbonetos, que absorvem radiação de forma muito fraca. O experimento registrou o resultado esperado de átomos de carbono formando estruturas de diamante, mas os cientistas também detectaram inesperadamente sinais de reação entre hidrogênio e ouro, gerando hidreto de ouro.
O resultado chama a atenção porque o ouro é quimicamente conhecido por sua baixa reatividade. O cientista do SLAC que liderou o estudo, Mungo Frost, afirmou que o resultado foi surpreendente, pois o ouro é geralmente "monótono" e inerte em termos químicos. Os pesquisadores acreditam que a pressão e a temperatura extremas podem alterar o comportamento de materiais conhecidos, abrindo espaço para reações químicas que não ocorreriam em condições normais. O estudo ajuda a demonstrar como as regras químicas podem mudar em ambientes extremos, como os de planetas.
Durante o experimento, o hidrogênio entrou em um estado superiônico. Nesse estado denso, os átomos de hidrogênio fluem livremente dentro da estrutura atômica rígida do ouro. Esse comportamento aumentou a condutividade elétrica do hidreto de ouro e permitiu que os cientistas observassem mudanças na forma como a estrutura cristalina do ouro dispersa os raios X. Como o hidrogênio é difícil de estudar diretamente com raios X, a equipe usou a estrutura cristalina do ouro como uma "testemunha" do comportamento do hidrogênio, permitindo observar o comportamento do hidrogênio dentro do material.
O composto só pode existir sob condições extremas; ao resfriar a amostra, o ouro e o hidrogênio se separam novamente. A equipe de pesquisa afirmou que o hidreto de ouro oferece um novo método para estudar hidrogênio atômico denso em laboratório, um tipo de hidrogênio associado a ambientes que não podem ser acessados diretamente em experimentos comuns, como o interior de certos planetas. O estudo também pode fornecer informações sobre processos de fusão nuclear em estrelas como o Sol e possivelmente auxiliar pesquisas relacionadas ao desenvolvimento de tecnologias de fusão na Terra. Simulações da equipe também indicam que, sob pressões ainda mais altas, mais hidrogênio poderia ser acomodado na estrutura cristalina do ouro.
Além da descoberta do hidreto de ouro, o estudo também demonstrou um caminho para investigar novas químicas em ambientes extremos. Siegfried Glenzer, chefe da Divisão de Alta Densidade de Energia do SLAC e professor de ciência fotônica, afirmou que produzir e simular esses estados é muito importante para o estudo de materiais exóticos, e que as ferramentas de simulação usadas no estudo também podem ser aplicadas à investigação das propriedades de outros materiais sob condições extremas. A equipe de pesquisa inclui pesquisadores do SLAC, da Universidade de Rostock (Universität Rostock), do Síncrotron de Elétrons Alemão (DESY), do European XFEL (European XFEL), do Centro Helmholtz Dresden-Rossendorf (Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf), da Universidade de Frankfurt (Universität Frankfurt), da Universidade de Bayreuth (Universität Bayreuth), da Universidade de Edimburgo (University of Edinburgh), do Instituto Carnegie para a Ciência (Carnegie Institution for Science), da Universidade de Stanford (Stanford University) e do Instituto Stanford de Materiais e Energia (SIMES). Parte do trabalho foi financiada pelo Escritório de Ciência do Departamento de Energia dos EUA.
Este texto foi elaborado por Wedoany. Qualquer citação por IA deve indicar a fonte “Wedoany”. Em caso de infração ou outros problemas, informe-nos prontamente, por favor. O conteúdo será corrigido ou removido. E-mail: news@wedoany.com
