En el ámbito de la física y la química, la presión ultra alta puede provocar algunos efectos inusuales. Un estudio publicado en Nano Letters ha predicho la existencia de cuatro nuevos compuestos que no se forman de manera convencional y que poseen estructuras cristalinas nunca antes vistas.
Estos son, Li14Cs, Li8Cs, Li7Cs y Li6Cs, formados a partir de litio (Li) y cesio (Cs). Los cuatro son superconductores, lo que significa que permiten el flujo de la electricidad sin resistencia ni pérdida de energía.
Los nuevos compuestos
Los científicos utilizaron un algoritmo único de predicción de estructuras cristalinas conocido como USPEX (Universal Structure Predictor: Evolutionary Xtallography) para predecir los nuevos compuestos. Este algoritmo evolutivo emplea diversos métodos para determinar la probabilidad de unión entre los átomos.
Los investigadores, liderados por Artem Oganov del Instituto Skolkovo de Ciencia y Tecnología de Rusia, utilizaron USPEX para analizar el impacto de la alta presión en la electronegatividad. Esta propiedad refiere a la fuerza con la que los átomos atraen y retienen electrones.
Los resultados fueron sorprendentes. En condiciones normales, se esperaría que el litio atrajera los electrones del cesio. Sin embargo, bajo presión, ocurre lo contrario: el cesio captura los electrones del litio, dando lugar a la formación de los cuatro nuevos compuestos.
De estos, Li14Cs y Li6Cs exhiben estructuras cristalinas inéditas hasta el momento. Este fenómeno es poco común en compuestos formados únicamente por dos elementos, lo que resalta la importancia del hallazgo.
Utilidad
Estos compuestos pueden convertirse en superconductores a temperaturas que oscilan entre -223 °C y -213 °C, lo que los hace útiles en diversas aplicaciones, desde microchips ultrarrápidos hasta materiales de redes eléctricas ultraeficientes.
Aunque estas temperaturas críticas pueden no ser tan impresionantes como las observadas en los polihidruros, el estudio amplía nuestra comprensión de la química del litio y su potencial para la superconductividad, posiblemente en forma de un hipotético compuesto de litio.
Los compuestos intermetálicos, como estos, son útiles en diversas situaciones, especialmente cuando se requiere una gran resistencia y capacidad de soportar altas temperaturas. Además, pueden ofrecer propiedades particulares que no se encuentran en los elementos individuales.
Más estudios
Predecir estos nuevos compuestos abre nuevas áreas de investigación para el futuro, permitiendo una identificación más rápida de materiales útiles. Según los autores, «una vez que se conoce la estructura cristalina de una sustancia química, se pueden predecir muchas propiedades de forma fiable y rutinaria».
Asimismo, representa un importante avance en nuestro análisis de las estructuras cristalinas y la química inesperada que ocurre bajo presiones ultra altas. Es un recordatorio de los fenómenos fascinantes que ocurren en el mundo de la física y la química.