CHIE NAKAYAMA, UNIVERSIDAD DE BRITISH COLUMBIA
MADRID, 25 fev. (EUROPA PRESS) -
Nanoclusters de hidrogênio em baixas temperaturas apresentam "superfluidez", um estado quântico de fluxo sem atrito observado anteriormente apenas no hélio.
A nova pesquisa, que confirma uma previsão de 50 anos, foi publicada na Science Advances por uma equipe internacional liderada por químicos da University of British Columbia (UBC).
"Essa descoberta aprofunda nossa compreensão dos fluidos quânticos e pode inspirar o armazenamento e o transporte mais eficientes de hidrogênio para energia limpa", disse o professor Takamasa Momose, especialista em moléculas frias da UBC e principal autor do artigo, em um comunicado.
Em 1936, descobriu-se que o hélio possuía características superfluidas em baixas temperaturas: os átomos de hélio fluíam por canais extremamente estreitos sem atrito ou viscosidade. Alguns gases atômicos também podem se comportar como superfluidos.
O físico e ganhador do Prêmio Nobel, Dr. Vitaly Ginzburg, previu que o hidrogênio líquido também poderia ser um superfluido em 1972, mas até agora as observações diretas de moléculas de hidrogênio que podem se tornar superfluidas escaparam aos cientistas.
LABORATÓRIOS ULTRAFRIOS DE TAMANHO NANOMÉTRICO
Normalmente, é impossível estudar o hidrogênio na forma líquida: ele se torna um sólido a -259 °C. Mas ao confinar pequenos grupos de moléculas de hidrogênio dentro de nanodropletas de hélio a -272,25 °C, o Dr. Momose e seus colegas da RIKEN e da Universidade de Kanazawa, no Japão, conseguiram manter o hidrogênio na forma líquida mesmo em baixas temperaturas.
Em seguida, a equipe incorporou uma molécula de metano ao aglomerado de hidrogênio e o girou com pulsos de laser. A molécula de metano giratória funciona como um canário em uma mina de carvão para a superfluidez: se ela girar mais rápido sem resistência, o hidrogênio ao redor é superfluidizado. Quando moléculas de hidrogênio suficientes (entre 15 e 20 moléculas) foram colocadas em um aglomerado, o metano girou sem resistência, indicando que o hidrogênio estava agindo como um superfluido.
"Ficamos entusiasmados quando observamos pela primeira vez o espectro surpreendentemente claro do metano em uma minúscula gota de hidrogênio líquido", disse o Dr. Hatsuki Otani, que liderou o trabalho enquanto era estudante de doutorado em química na UBC. "Foi um sinal claro da superfluidez do hidrogênio. Depois, os resultados teóricos de colegas da Universidade de Kanazawa concordaram perfeitamente com nossos dados experimentais."
O hidrogênio é usado em células de combustível, que liberam apenas água como subproduto, mas os desafios de produção, armazenamento e transporte limitaram os avanços na infraestrutura de combustível limpo. O fluxo sem atrito do hidrogênio superfluido poderia inspirar novas tecnologias para o transporte e o armazenamento mais eficientes do hidrogênio no futuro.
Esta notícia foi traduzida por um tradutor automático