Pela primeira vez e pela primeira vez, uma equipe de pesquisa internacional liderada pelo Laboratório Nacional do Acelerador SLAC do Departamento dos EUA formou um sólido hidreto de ouro binário, que foi feito exclusivamente com átomos de ouro e hidrogênio.
Os pesquisadores estudavam quanto tempo levavam hidrocarbonetos, compostos de carbono e hidrogênio para formar diamantes sob alta pressão e calor extremos. Em seu exame no XFEL europeu (laser de elétrons livres de raios-X), na Alemanha, a equipe estudou o efeito dessa condição extrema na amostra de hidrocarbonetos com papel dourado incorporado, que pretendia explorar raios-X e curando hidrocarbonetos. Para sua surpresa, eles não apenas viram a formação de diamantes, mas também inventaram a formação de um hidreto de ouro.
“Foi inesperado porque o ouro geralmente é quimicamente muito irritante e discriminatório, nós o usamos como um explorador de raios-X nesses testes”, disse o gerente do cientista da equipe do SLAC, que liderou essa pesquisa. “Esses resultados sugerem que, na situação final, onde os efeitos de temperatura e estresse começam a competir com a química convencional e você pode formar esses compostos externos”.
Resultados, publicado Versão internacional da química aplicadaForneça um flash de regras de química sob condições extremas, como encontradas em certos planetas ou estrelas de fuga de hidrogênio.
Para estudar hidrogênio denso
Em seu exame, os pesquisadores usaram suas amostras de hidrocarbonetos pela primeira vez para pressionar o manto da Terra mais do que a Terra usando a célula Diamond Avil. Em seguida, eles atingiram o exfail europeu repetidamente com pulsos de raios-X e amostras aquecidas a 3.500 graus Fahrenheit. A equipe gravou e analisou como as amostras de raios-X se espalham, o que lhes permite resolver transformações estruturais.
Como esperado, os padrões registrados mostraram que os átomos de carbono criaram uma estrutura de diamante. No entanto, a equipe também viu sinais inesperados que reagem à formação de um hidreto de ouro com papel alumínio devido aos átomos de hidrogênio.
Em situações extremas criadas no estudo, os pesquisadores encontraram hidrogênio em um estado denso “superiônico”, onde os átomos de hidrogênio fluíam livremente através das rígidas redes nucleares do hidreto de ouro.
O hidrogênio, que é o material leve da tabela de fases, é complicado com raios-X porque o raio-X simplesmente se espalha fracamente. Mas aqui, o hidrogênio superiônico se comunicava com muitos átomos de ouro pesados e como a equipe foi capaz de observar a influência do hidrogênio nos raios-x de redes de ouro. “Como testemunha do que o hidrogênio está fazendo, podemos usar redes de ouro”, disse Saidamogo.
O hidreto de ouro fornece uma maneira de estudar hidrogênio nuclear frequente em situações que se aplicam a outros casos que não são diretamente acessíveis. Por exemplo, o hidrogênio denso cria o interior de um determinado planeta; portanto, estudá -lo no laboratório pode nos ensinar mais sobre esses mundos estrangeiros. Ele pode fornecer novas idéias para os processos de fusão nuclear como o Sol, e pode ajudar a desenvolver a tecnologia para usar a energia de fusão aqui na Terra.
Explore nova química
Além de abrir caminho para estudos densos de hidrogênio, a pesquisa também oferece uma oportunidade de explorar uma nova química. O ouro, que geralmente é considerado um metal obsoleto, cria um hidreto estável a pressão e temperaturas extremamente alta. De fato, é tão legal quanto legal, apenas nessas situações extremas parece ser estável, ouro e hidrogênio são diferentes. As simulações também mostraram que mais hidrogênio poderia caber em ouro para alta pressão.
“Esses resultados sugerem que, na situação final, onde os efeitos de temperatura e estresse começam a competir com a química convencional e você pode formar esses compostos externos”. Cientista de funcionários do SLAC do Muago Frost
A estrutura de simulação também pode ser estendida para fora do hidreto de ouro. “É importante que possamos fabricar e modelar esses estados nessas condições finais”, disse o diretor do departamento de densidade de alta densidade de energia da SIAC e professor de ciência dos fótons e investigador -chefe do estudo. “Esses equipamentos de simulação podem ser aplicados ao modelo de outras propriedades de material externo em situações extremas”.
A equipe também incluiu pesquisadores na Alemanha, Universidade de Rostok, Dessi, Exfel Europeu, Helmoltz-Gentrum Dresden-Cendarf, Universidade de Frankfurt e todos os alemães da Universidade de Baeroth; Universidade de Edimburgo no Reino Unido; Carnegie Institution for Science, Stanford University e Stanford Institute for Materials and Energy Sciences (SIMS). As partes deste trabalho foram apoiadas pelo Escritório de Ciência do DOE.
