Uma descoberta surpreendente no laboratório alterou a percepção sobre a reatividade do ouro. Uma equipe internacional de cientistas, liderada pelo SLAC National Accelerator Laboratory nos Estados Unidos, sintetizou inadvertidamente um composto inédito: o hidreto de ouro. Este achado revolucionário abre novas fronteiras para a compreensão da química em condições extremas, as complexidades internas de planetas gigantes e os processos de fusão nuclear que moldam as estrelas.
O experimento teve início com a investigação sobre a transformação de hidrocarbonetos em diamantes sob imensa pressão e calor. Utilizando a instalação European XFEL, um laser de raios X de ponta na Alemanha, os pesquisadores expuseram amostras de hidrocarbonetos, revestidas com uma fina folha de ouro, a condições extremas. O ouro foi inicialmente selecionado por sua notória inércia química, servindo apenas como um absorvedor de raios X e condutor térmico. Contrariando as expectativas, além da formação de diamantes, os cientistas observaram a emergência do hidreto de ouro.
"Foi completamente inesperado, pois o ouro é tipicamente muito 'sem graça' quimicamente – quase sem reatividade. É precisamente por isso que o escolhemos como absorvedor de raios X nesses experimentos", explicou Mungo Frost, pesquisador do SLAC e autor principal do estudo. Essa observação desafia a reputação de longa data do ouro como um metal quimicamente passivo, demonstrando como a matéria pode exibir comportamentos radicalmente diferentes sob pressões e temperaturas extremas, comparáveis às encontradas no interior de planetas e estrelas.
Para replicar essas condições cósmicas, a equipe empregou uma célula de bigorna de diamante para comprimir as amostras de hidrocarbonetos a pressões que superam as encontradas no manto terrestre. Simultaneamente, aqueceram o material a mais de 1.900°C com pulsos de raios X. Os resultados revelaram que, enquanto os átomos de carbono se organizavam em uma estrutura de diamante, os átomos de hidrogênio interagiram significativamente com o ouro. Sob essas condições, o hidrogênio entrou em um estado superiônico, permitindo que seus átomos se movessem livremente dentro da estrutura rígida do ouro, um fenômeno que aprimora a condutividade do hidreto de ouro e oferece uma visão única sobre o comportamento da matéria em ambientes extremos.
A importância desta descoberta transcende a química de alta pressão. Ela oferece um vislumbre crucial para a ciência planetária, auxiliando na compreensão de gigantes gasosos como Júpiter, cujos interiores acredita-se conterem hidrogênio em estado sólido. Adicionalmente, o estudo lança luz sobre os intrincados processos de fusão nuclear que ocorrem no coração das estrelas, funcionando como uma pequena janela para mundos alienígenas e reatores cósmicos naturais.
"É importante para nós podermos produzir e modelar experimentalmente esses estados da matéria. Essas ferramentas de simulação também podem ser aplicadas para modelar as propriedades exóticas de outros materiais sob condições extremas", comentou Siegfried Glenzer, Diretor da Divisão de Alta Densidade de Energia no SLAC. O que começou como um resultado experimental acidental, com o objetivo inicial de criar diamantes, culminou na significativa descoberta do hidreto de ouro. Este composto oferece um campo fértil para pesquisas sobre química em condições extremas, anteriormente confinadas à teoria. A ciência, em sua essência, avança frequentemente através de surpresas e da exploração do inesperado, lembrando-nos que mesmo os materiais mais familiares podem guardar segredos profundos sobre a natureza do universo.