Ilmuwan SLAC membuat hidrida emas dalam kondisi laboratorium ekstrem. Pekerjaan ini menyoroti proses hidrogen dan fusi padat.
Secara kebetulan dan untuk pertama kalinya, tim peneliti internasional yang dipimpin oleh para ilmuwan di Laboratorium Akselerator Nasional dari Departemen Energi SLAC AS berhasil menciptakan senyawa hydride biner yang kokoh -senyawa yang disusun semata -mata dari atom emas dan hidrogen.
Tim awalnya berangkat untuk menyelidiki bagaimana hidrokarbon, molekul yang terbuat dari karbon dan hidrogen, berubah menjadi berlian di bawah tekanan dan panas yang ekstrem. Selama percobaan di European XFEL (X-ray Free-Electron Laser) di Jerman, mereka menempatkan sampel hidrokarbon dengan lapisan tipis foil emas, yang dimaksudkan hanya untuk menyerap sinar-X dan mentransfer panas ke hidrokarbon yang relatif lemah. Tanpa diduga, selain pembentukan berlian, mereka mengamati penciptaan emas hidrida.
“Ini tidak terduga karena emas biasanya secara kimiawi sangat membosankan dan tidak reaktif-itulah sebabnya kami menggunakannya sebagai penyerap sinar-X dalam percobaan ini,” jelas Mungo Frost, seorang ilmuwan staf di SLAC dan penulis utama penelitian ini. “Hasil ini menunjukkan bahwa ada banyak bahan kimia baru yang dapat ditemukan dalam kondisi ekstrem di mana efek suhu dan tekanan mulai bersaing dengan kimia konvensional, dan Anda dapat membentuk senyawa eksotis ini.”
Temuan, diterbitkan di Edisi internasional kimia terapanMenunjukkan bagaimana perilaku kimia dapat bergeser secara dramatis di bawah lingkungan yang ekstrem, seperti yang ditemukan jauh di dalam planet atau di bintang -bintang yang menggerakkan hidrogen.
Mempelajari hidrogen padat
Untuk mencapai hasil ini, para peneliti menekan sampel hidrokarbon untuk tekanan yang melebihi bahwa di dalam mantel bumi menggunakan sel pondasi berlian. Mereka kemudian mengekspos sampel ke XFEL European XFel Pulse Burst, memanaskannya di atas 3.500 derajat Fahrenheit. Dengan menganalisis bagaimana sinar-X menyebar dari sampel, tim melacak perubahan struktural yang terjadi.
Seperti yang diantisipasi, data menegaskan bahwa atom karbon telah diatur ke dalam grid berlian. Namun, mereka juga mengungkapkan sinyal yang tidak terduga: atom hidrogen telah bereaksi dengan foil emas untuk membentuk hidrida emas.
Dalam kondisi yang diproduksi dalam percobaan, hidrogen berada dalam kondisi “superionik” yang padat, di mana atom hidrogen bergerak bebas dalam grid emas yang kaku. Perilaku ini meningkatkan konduktivitas emas hidrida, menawarkan wawasan baru tentang perilaku bahan di bawah tekanan dan suhu yang ekstrem.
Hidrogen, yang merupakan elemen paling ringan dari tabel periodik, sulit dipelajari dengan sinar-X karena mencakup sinar-X hanya lemah. Namun, di sini, hidrogen superionik berinteraksi dengan atom emas yang jauh lebih berat, dan tim dapat mengamati dampak hidrogen pada bagaimana jaringan emas tersebar. “Kita bisa menggunakan grid emas sebagai saksi untuk apa yang dilakukan hidrogen,” kata Mungo.
Hydride Gold menawarkan cara untuk mempelajari atom hidrogen padat dalam kondisi yang mungkin juga berlaku untuk situasi lain yang secara eksperimental tidak dapat diakses. Misalnya, hidrogen yang solid membentuk interior planet tertentu, sehingga mempelajarinya di laboratorium dapat mengajari kita lebih banyak tentang dunia asing. Ini juga dapat memberikan wawasan baru tentang proses fusi nuklir pada bintang -bintang seperti matahari kita dan membantu mengembangkan teknologi untuk memanfaatkan energi fusi di bumi.
Menjelajahi Kimia Baru
Selain membuka jalan untuk studi hidrogen yang solid, penelitian ini juga menawarkan cara untuk mengeksplorasi kimia baru. Emas, yang umumnya dianggap sebagai logam non -reaktif, ditemukan membentuk hidrida yang stabil pada tekanan dan suhu yang sangat tinggi. Faktanya, tampaknya hanya stabil dalam kondisi ekstrem seperti saat pendinginan, emas dan hidrogen terpisah. Simulasi juga menunjukkan bahwa lebih banyak hidrogen dapat memasuki jaringan emas pada tekanan yang lebih tinggi.
Kerangka simulasi juga dapat diperpanjang melampaui hidrida emas. “Sangat penting bahwa kita dapat secara eksperimental memproduksi dan memodelkan negara -negara ini dalam kondisi ekstrem ini,” kata Siegfried Glenzer, Direktur dan Profesor Divisi Kepadatan Energi Tinggi foton Sains di SLAC dan peneliti utama penelitian ini. “Alat simulasi ini dapat diterapkan untuk memodelkan sifat material eksotis lainnya dalam kondisi ekstrem.”
References: “Synthesis of Gold Hydride at High Pressure and High Temperature” by Mungo Frost, Kilian Abraham, Alexander F. Goncharov, R. Stewart McWilliams, Rachel J. Husband, Michal Andrzewewski, Karen Baehtz, Armin Bergermann, Danielle Brown, Elena Byuva, Anna, Armermann, Danielle, Elena Bycova, Anna, Baehtz, Armin Bergermann, Danielle, Elena Bycova, Anna, Baehtz, Armin Bergermann, Danielle, Elena Bycova, Anna. Konstantin Glazyrin, Heinz Graafsma, Nicolas Jaisle, Zuzana Konôpková, Torsten Laurus, Yu Lin, Bernhard Massani, Maximilian Schulze, Cornelius Strohm, Minxue Tang, Zena Youn Siegfried H. Glenzer, Agustus, Agustus, Agustus, Agustus, Agustus, Agustus, Agustus, Agustus, Agustus, Agustus. Glenzer, Agustus, 202.1 Agustus 2025, Zena Youn Siegfried H. Glenzer, 8 Agustus, 202.1 Agustus, Zena Youn Siegfried H. Glenzer, 8 Agustus, 202.1 Agustus, Zena Youn Siegried H. Glenzer, Agustus, 202.1, Agustus 202.112 Edisi internasional kimia terapan.
Dua: 10.1002/anie.202505811
Bagian dari pekerjaan ini didukung oleh Kantor Sains DOE.
Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan Buletin ScitechDaily.
NewsRoom.id
