Un grupo internacional de científicos, liderado por el laboratorio SLAC del Departamento de Energía de EE. UU., logró por primera vez crear un compuesto sólido de oro e hidrógeno: hidruro de oro.
Esto no era lo que buscaban. Su plan original era estudiar cómo los hidrocarburos se transforman en diamantes bajo presiones y temperaturas extremas, usando rayos X en el laboratorio XFEL, en Alemania.
Pusieron una muestra de hidrocarburos con una lámina delgada de oro, que supuestamente solo debía absorber rayos X y transmitir calor. Pero ocurrió algo inesperado.
Además de formarse diamantes, notaron señales claras de que el hidrógeno había reaccionado con el oro, formando hidruro de oro, algo que nadie había visto antes.
El oro, por lo general, no reacciona con nada. Es químicamente “aburrido”, como dijo Mungo Frost, autor principal del estudio publicado en Angewandte Chemie International Edition.
Este hallazgo sugiere que, bajo condiciones extremas, pueden surgir compuestos raros y sorprendentes que en situaciones normales jamás existirían.
Los científicos usaron una prensa con yunque de diamante para aplicar más presión que la que hay en el manto terrestre. Luego calentaron la muestra a más de 1,900 °C con pulsos de rayos X.
Esperaban ver que los átomos de carbono se organizaran como diamantes, lo cual pasó. Pero también vieron que el hidrógeno se metió en la estructura del oro.
El hidrógeno, en esas condiciones, entró en un estado llamado “superiónico”, donde se mueve libremente dentro de la estructura rígida del oro. Eso aumentó la conductividad del compuesto.
Como el hidrógeno es muy liviano, normalmente es difícil de ver con rayos X. Pero al interactuar con los átomos de oro, que son más pesados, pudieron rastrear su comportamiento.
Es como si usaran la red de átomos de oro como testigo para saber qué estaba haciendo el hidrógeno en ese entorno tan extremo.
Este descubrimiento abre una ventana para estudiar el hidrógeno denso, que es clave en el interior de planetas gigantes o dentro de estrellas como el sol.
Entender cómo actúa el hidrógeno en esas condiciones también puede ayudar a avanzar en tecnologías de fusión nuclear, que podrían usarse para generar energía limpia en la Tierra.
Lo más interesante es que el hidruro de oro solo es estable bajo estas condiciones extremas. Cuando se enfría, el compuesto se desarma y el oro y el hidrógeno se separan.
Además, las simulaciones mostraron que, con más presión, se podría incorporar aún más hidrógeno en la estructura del oro.
Este experimento no solo permite estudiar nuevos materiales, sino que también ayuda a mejorar las simulaciones de otros compuestos exóticos en condiciones extremas.
Para los científicos, es clave poder crear y modelar estos estados en el laboratorio. No solo para entender nuevos materiales, sino también para imaginar nuevas formas de química que solo existen en el corazón de planetas o estrellas.