Science Advances
Liga multicomponente forjada pela explosão atómica de Hiroshima
As condições extremas geradas pelas explosões atómicas criam “microexperiências descontroladas”. Em Hiroshima, uma delas produziu uma liga metálica nunca antes observada.
Quando uma bomba atómica explode, gera um ambiente químico único, quase impossível de reproduzir em laboratório.
No meio da destruição, a explosão também pode criar algo inteiramente novo.
Uma das explosões mais devastadoras de que há registo, o bombardeamento atómico de Hiroshima, em 1945, produziu um material metálico que nunca tinha sido observado na natureza nem criado em laboratório.
Luca Bindi, geocientista da Universidade de Florença, em Itália, encontrou a liga enquanto analisava detritos microscópicos recolhidos nas praias da baía de Hiroshima.
“Mesmo décadas mais tarde, um grão com apenas alguns micrómetros pode conservar um registo detalhado das condições que existiram durante apenas frações de segundo”, explica o investigador, citado pela Scientific American. “Estas partículas não são apenas detritos derretidos. São arquivos físicos da explosão“.
Uma explosão nuclear afeta o ambiente de forma semelhante a um relâmpago ou ao impacto de um meteorito. O ar atinge temperaturas comparáveis às da superfície do Sol e arrefece pouco depois. Diferentes materiais vaporizam-se e combinam-se de formas que, em circunstâncias normais, não ocorreriam.
Como todo este processo decorre a uma velocidade extrema, os metais vaporizados não têm tempo para estabilizar como habitualmente fariam. Assim, “cada pequena gotícula transforma-se, na prática, numa experiência independente”, afirma Bindi.
Neste caso, uma das milhares, ou talvez milhões, de “microexperiências” provocadas pela explosão de Hiroshima deu origem a uma liga metálica composta sobretudo por ferro, crómio, níquel, manganês, molibdénio, silício e alumínio, distribuídos por uma rede cristalina cúbica homogénea.
Nunca tinha sido observada uma composição material e estrutural deste género. Em condições normais, esta combinação de elementos estabilizaria numa estrutura cristalina mais simples e com menos componentes. Mas a liga encontrada preservou uma forma cúbica complexa.
Os cientistas já tinham descoberto outras substâncias formadas em explosões nucleares ou sob condições extremas.
Entre elas encontra-se a trinitite, um material vítreo criado durante o teste nuclear Trinity, realizado em julho de 1945.
A trinitite contém um novo tipo de cristal clatrato, com uma estrutura semelhante a uma gaiola, e quasicristais, materiais raros que durante muito tempo foram considerados impossíveis e cujas estruturas atómicas não se repetem de forma regular.
Também já foram encontrados quasicristais em meteoritos.
Embora a liga descoberta na baía de Hiroshima não seja um quasicristal, a sua estrutura poderá ajudar os investigadores a compreender melhor estes materiais, explica Bindi, uma vez que apresenta semelhanças com algumas das disposições atómicas existentes em materiais quasiperiódicos.
A descoberta, publicada na quarta-feira na revista Science Advances, levanta novas questões sobre os tipos de substâncias que podem nascer durante acontecimentos extremos e sobre se estes materiais são “curiosidades isoladas” ou fazem parte de uma “classe mais geral de materiais”, acrescenta Bindi.
“Se esse padrão mais abrangente for real, os detritos de explosões atómicas poderão ajudar-nos a descobrir princípios de formação da matéria que também se aplicam a impactos de meteoritos, descargas atmosféricas e outros fenómenos violentos da natureza.”
Segundo Michael Widom, físico da Universidade Carnegie Mellon, nos Estados Unidos, a descoberta revela “todo um mundo praticamente inexplorado” de materiais difíceis de produzir em condições de estabilidade termodinâmica e igualmente difíceis de encontrar em locais com histórias menos extraordinárias.
Widom, que não participou no estudo, mas já trabalhou anteriormente com Bindi, considera que o investigador “reconhece, e bem, que, para encontrar novos materiais, é necessário procurá-los em lugares invulgares”.