Ouro brilha e surpreende em três experimentos históricos

Materiais Avanados

Redação do Site Inovação Tecnológica – 13/08/2025

Catstrofe da entropia

Na mesma semana, o ouro se transformou em estrela cientfica, ao ser o astro de experimentos que vo marcar vrios campos de pesquisa.

A histria comea com Thomas White e colegas da Universidade de Nevada, nos EUA, que na verdade usaram o ouro para conseguir logo dois feitos de uma s vez.

Eles no apenas quebraram um recorde de temperatura, como tambm derrubaram uma teoria antiga sobre a formao de materiais cristalinos.

A equipe desenvolveu uma nova tcnica de espectroscopia a laser que permitiu aquecer o ouro a mais de 19.000 Kelvin (18.726,67 C), o que representa mais de 14 vezes o seu ponto de fuso, sem que ele perdesse sua estrutura slida e cristalina. “Este possivelmente o material cristalino mais quente j registrado,” disse White.

O experimento tambm derruba um limite terico de longa data, conhecido como catstrofe da entropia. A teoria da catstrofe da entropia afirma que os slidos no podem permanecer estveis acima de aproximadamente trs vezes sua temperatura de fuso sem derreter espontaneamente. O ponto de fuso do ouro (1064,18 C) ficou muito para trs neste experimento.

Para conseguir os dois feitos, os pesquisadores projetaram um aparato para aquecer uma fina folha de ouro usando um laser superpotente, mas na forma de pulsos muito curtos (50 quatrilionsimos de segundo). A velocidade com que o ouro foi aquecido parece ser a razo pela qual ele permaneceu slido. Isso indica que o limite de superaquecimento de slidos pode ser muito maior – ou mesmo inexistente – se o aquecimento ocorrer com rapidez suficiente.

Ouro reage com hidrognio

Cientistas do acelerador SLAC, nos EUA, estavam estudando a formao de diamantes sob presso e calor extremos quando, sem querer, sintetizaram molculas de hidreto de ouro, um composto inesperado de ouro e hidrognio – o ouro usado para lidar com os raios X usados para medir o que est acontecendo nas bigornas de diamante.

Isso contesta a reputao do ouro como um metal quimicamente no-reativo, alm de abrir as portas para o estudo do hidrognio em condies de alta densidade e presso, o que pode viabilizar experimentos de laboratrio para estudar o interior dos planetas e os processos de fuso nuclear, tanto nas estrelas quanto nas usinas de gerao de energia.

Os resultados tambm sugerem que condies extremas podem produzir compostos exticos no apenas desconhecidos, mas tambm tidos como impossveis pelas teorias, abrindo oportunidades promissoras para futuras pesquisas em qumica de alta presso.

O hidreto de ouro (Au₂H) formou-se sob presses entre 40 e 80 GPa e uma temperatura de 2200 K (1926,85 C).

“Foi inesperado porque o ouro quimicamente muito chato e pouco reativo – por isso que o usamos como absorvedor de raios X nesses experimentos,” disse o pesquisador Mungo Frost. “Esses resultados sugerem que h potencialmente muita qumica nova a ser descoberta em condies extremas, onde os efeitos da temperatura e da presso comeam a competir com a qumica convencional, e voc pode formar esses compostos exticos.”

Supertomos de ouro

Uma equipe das universidades do Estado da Pensilvnia e do Colorado, nos EUA, demonstrou como um aglomerado de tomos de ouro permite explorar os efeitos do momento magntico, ou spin, imitando algo que hoje exige manipular eltrons individuais de tomos presos em um gs ultrafrio.

Isso no apenas simplifica drasticamente o aparato experimental necessrio para o desenvolvimento de novas formas de computao, como a spintrnica e a computao quntica, como tambm permite que os dispositivos que exploram as propriedades magnticas do spin possam ser facilmente ampliados, construdos em grande escala.

Esses aglomerados so conhecidos como supertomos, porque seu carter eletrnico semelhante ao de um tomo – possvel at mesmo colocar um tomo dentro de outro, o que lana ideias como a de criar uma Tabela Peridica de supertomos.

“Pela primeira vez, mostramos que nanoaglomerados de ouro possuem as mesmas propriedades-chave de spin que os mtodos atuais de ltima gerao para sistemas de informao quntica,” disse o professor Ken Knappenberger. “De forma empolgante, tambm podemos manipular uma propriedade importante, chamada polarizao de spin, nesses aglomerados, que geralmente fixa em um material. Esses aglomerados podem ser facilmente sintetizados em quantidades relativamente grandes, tornando este trabalho uma prova de conceito promissora de que aglomerados de ouro podem ser usados para apoiar uma variedade de aplicaes qunticas.”

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