O hidrogênio, como você deve saber, é um elemento encontrado em grande abundância na Terra, principalmente em sua forma gasosa – quando em condições normais de pressão e temperatura. No entanto, em outros planetas, onde essas condições são bem diferentes das que encontramos por aqui – como seria o caso dos gigantes gasosos que existem no Sistema Solar –, o hidrogênio pode apresentar forma líquida.
Mais especificamente em mundos como Júpiter, nos quais a pressão em seus núcleos atinge níveis extraordinários, o hidrogênio que envolve essa região do planeta é comprimido e não se apresenta como um gás, mas sim na forma de um líquido metálico que, na Terra, teria incontáveis aplicações. Pois um time de cientistas franceses diz ter produzido esse material em laboratório.
Proeza e ceticismo
Em 2017, um time de cientistas da Universidade de Harvard divulgou ter conseguido produzir hidrogênio metálico estável resfriando o elemento quase até o zero absoluto e comprimindo seus átomos com uma espécie de prensa feita de diamantes. Entretanto, menos de 1 mês após o experimento, a amostra desapareceu e, agora, com o anúncio feito pelos franceses, a comunidade científica se enche de esperança novamente – e de ceticismo também, já que o estudo ainda não foi revisado.
Seja como for, os pesquisadores desenvolveram um novo tipo de espectrômetro infravermelho para que fosse possível observar o comportamento da amostra de hidrogênio. Eles, então, usaram uma prensa com diamantes diferentes, cujas pontas tinham formato de rosquinha – em vez de planas, como em testes anteriores –, e essa alteração permitiu que os pesquisadores alcançassem pressões de até 600 GPa. E, quando o hidrogênio foi submetido a pressões de 425 GPa, a amostra começou a absorver a radiação infravermelha e se tornar opaca, indicando que ela estava se convertendo em um metal.
A prensa usada era parecida com essa da imagem. (Fonte: Science News/Creative Commons/Flickr/D. Nishio-Hamane)
Segundo a equipe, é possível que essa forma de hidrogênio exista graças às leis do confinamento quântico, onde os elétrons de um material têm seu movimento restringido por conta da pressão e as moléculas e os átomos se rearranjam, causando o que os cientistas chamam de “fechamento do bandgap”. Na realidade, de acordo com essas leis, qualquer material com propriedades isolantes – como seria o caso do oxigênio também – poderia ser convertido em um líquido metálico com propriedades condutoras caso fosse submetido a uma pressão alta o suficiente. E qual é a importância disso?
(Fonte: Universe Today/Wikimedia Commons/Kelvinsong)
Para começar, a possibilidade de produzir hidrogênio metálico em laboratório permitiria que os núcleos dos gigantes gasosos fossem estudados sem que fosse preciso enviar sondas espaciais até um deles. O avanço também seria de grande utilidade para cientistas conduzindo experimentos em física e alta energia, sem falar que as propriedades desse material poderiam ser mais bem compreendidas – e isso é muito importante.
Afinal, os pesquisadores acreditam que o hidrogênio metálico tem capacidade de se converter em um supercondutor em temperatura ambiente, o que causaria uma verdadeira revolução na indústria tecnológica.
Para se ter ideia, os supercondutores atuais, usados em setores como o da energia nuclear, transportes, medicina e eletrônica, exigem temperaturas bastante baixas – inferiores aos -70 °C, mais ou menos – para funcionar e, portanto, toda uma infraestrutura para manter esse patamar. Contudo, no caso do hidrogênio metálico, isso seria dispensável e se traduziria em um imenso ganho econômico e energético.
