Novo material incrível contém um tipo extremamente raro de ouro: WebCuriosos

Graças em parte ao tamanho do átomo, uma variação carregada de ouro chamada Au²⁺ não é comumente encontrado na natureza.

Cientistas da Universidade de Stanford, da Universidade da Califórnia, Berkeley, e da Universidade McGill, no Canadá, conseguiram agora criar e estabilizar o íon raro, permitindo uma série de novos usos para este fascinante metal elementar.

Os átomos de ouro têm muitos prótons agrupados em seus núcleos, o que lhes confere uma grande carga positiva que atrai com força os elétrons em órbita. Estas forças invulgarmente fortes tornam os efeitos da relatividade especial na sua aceleração muito mais significativos, tornando alguns arranjos de electrões mais prováveis ​​do que outros.

Esta configuração relativística não só confere ao ouro o seu brilho amarelado, como também torna a perda de um ou três electrões mais provável do que a perda de dois.

Aqui, os químicos capturaram íons de ouro em um tipo de material cristalino chamado haleto perovskitaque é usado em todos os lugares, desde painéis solares até dispositivos eletrônicos.

A configuração especial dos elementos no cristal estabilizou qualquer Au²⁺ íons que se formaram dentro de sua matriz, preservando efetivamente seu estado único.

“As perovskitas haleto possuem propriedades realmente atraentes para muitas aplicações cotidianas, por isso estamos procurando expandir esta família de materiais,” diz químico Kurt Lindquist, anteriormente na Universidade de Stanford e agora na Universidade de Princeton.

“Um Au sem precedentes²⁺ a perovskita poderia abrir alguns novos caminhos intrigantes.”

Descoberto como parte de uma pesquisa separada sobre semicondutores magnéticos e como eles podem melhorar os dispositivos eletrônicos, a fórmula inclui uma mistura de sal de cloreto de césio, Au³⁺ cloreto, água, ácido clorídrico e “um pouco de vitamina C”.

“No laboratório, podemos fazer este material usando ingredientes muito simples em cerca de cinco minutos à temperatura ambiente”, diz Lindquist.

“Acabamos com um pó verde muito escuro, quase preto, e surpreendentemente pesado por causa do ouro que contém.”

Ao doar um de seus elétrons, a vitamina C transforma o Au³⁺ íon em Au²⁺. Diversas análises confirmaram que os cientistas realmente produziram este raro estados de ouro de forma estável.

Ouro é um elemento atraente por vários motivos, além de sua cor bastante atraente: é relativamente fácil de remodelar, mas não reage facilmente com outros produtos químicos, o que significa que não mancha nem se degrada com o tempo.

Agora que temos uma forma nova e estável para usar, os próximos passos são examinar mais de perto as características ópticas e eletrônicas do Au.²⁺características que poderiam eventualmente ser ajustadas e usadas em eletrônica e outras áreas.

“Foi uma verdadeira surpresa termos conseguido sintetizar um material estável contendo Au²⁺ – Eu nem acreditei no começo,” diz químico Hemamala Karunadasa da Universidade de Stanford.

“Estamos entusiasmados em explorar o que um Au²⁺ perovskita poderia fazer.”

A pesquisa foi publicada em Química da Natureza.