Una scoperta casuale nel campo della chimica ad alta energia ha portato alla sintesi di un composto precedentemente sconosciuto: l'idruro d'oro. Un team internazionale di ricercatori, guidato da scienziati del SLAC National Accelerator Laboratory negli Stati Uniti, ha ottenuto questo risultato inatteso durante esperimenti volti a comprendere la trasformazione degli idrocarburi in diamanti sotto condizioni di pressione e temperatura estreme.
L'indagine, condotta presso l'European XFEL in Germania, ha rivelato che l'oro, solitamente considerato un elemento chimicamente inerte, può formare un legame stabile con l'idrogeno in circostanze eccezionali. L'esperimento originariamente mirava a studiare la formazione di diamanti, utilizzando campioni di idrocarburi rivestiti da un sottile strato d'oro. L'oro serviva come assorbitore di raggi X e conduttore di calore, ma ha mostrato un comportamento inaspettato.
Sottoposti a pressioni superiori a quelle presenti nel mantello terrestre e riscaldati a oltre 1.900°C tramite impulsi di raggi X, i campioni non solo hanno prodotto diamanti, ma hanno anche rivelato la formazione di idruro d'oro. Questo composto si è formato quando gli atomi di idrogeno, liberati dagli idrocarburi, hanno reagito con la struttura cristallina dell'oro. In queste condizioni estreme, l'idrogeno entra in uno stato superionico, muovendosi liberamente all'interno del reticolo aureo, conferendo al composto una maggiore conduttività.
"È stato completamente inaspettato perché l'oro è tipicamente molto 'noioso' chimicamente – quasi non reattivo. Questo è esattamente il motivo per cui lo abbiamo scelto come assorbitore di raggi X", ha commentato Mungo Frost, ricercatore SLAC e autore principale dello studio, sottolineando come l'oro abbia rivelato una reattività sorprendente in condizioni estreme.
La pubblicazione dei risultati su Angewandte Chemie International Edition evidenzia come il comportamento chimico possa alterarsi drasticamente in ambienti che mimano quelli interni dei pianeti giganti e delle stelle. Le implicazioni di questa scoperta sono profonde. L'idruro d'oro offre un modello prezioso per comprendere la natura dell'idrogeno denso, componente fondamentale degli interni di pianeti come Giove e Saturno. Inoltre, fornisce nuove prospettive sui processi di fusione nucleare stellare, aprendo una finestra su mondi alieni e reattori cosmici naturali.
Siegfried Glenzer, Direttore della High Energy Density Division presso SLAC, ha sottolineato l'importanza di poter produrre e modellare sperimentalmente questi stati della materia, affermando che gli strumenti di simulazione sviluppati possono essere applicati allo studio delle proprietà esotiche di altri materiali in condizioni estreme. Ciò che è iniziato come un risultato sperimentale accidentale, mirato alla creazione di diamanti, ha portato a un significativo avanzamento nella comprensione della chimica in condizioni estreme. L'oro, un tempo considerato quasi inerte, si è rivelato un catalizzatore per nuove scoperte, dimostrando che la scienza progredisce spesso attraverso sorprese inaspettate. Le simulazioni suggeriscono che pressioni ancora maggiori potrebbero permettere una maggiore integrazione dell'idrogeno nel reticolo aureo, aprendo ulteriori vie di ricerca su questo affascinante nuovo composto.