Tijekom nuklearnog pokusa Trinity 16. srpnja 1945. u pustinji Novog Meksika — prvog svjetskog pokusa atomske bombe — spontano se stvorio novi materijal. Bilo je otkrio tek nedavno, od strane međunarodnog istraživačkog tima kojim je koordinirao geolog Luca Bindi sa Sveučilišta u Firenci, koji je identificirao novi klatrat temeljen na kalciju, bakru i siliciju. To je materijal koji nikada prije nije promatran ni u prirodi ni kao umjetni spoj stvoren u laboratoriju.
Što su klatrati?
Izraz “klatrati” označava materijale karakterizirane strukturom poput “kaveza” koja hvata druge atome i molekule unutra, dajući im jedinstvena svojstva. Od velikog tehnološkog interesa, ovi se materijali proučavaju za razne primjene u rasponu od pretvorbe energije (kao termoelektrični materijali koji mogu transformirati toplinu u električnu energiju) do razvoja novih poluvodiča, do skladištenja plina i vodika za buduće energetske tehnologije.
Novi materijal
Kako bi otkrili novi materijal, istraživači su se usredotočili na trinitit, silikatno staklo koje sadrži rijetke metalne faze. Koristeći neke tehnike poput difrakcije x-zraka, tim je uspio identificirati klatrat tipa I koji se temelji na kalciju, bakru i siliciju unutar sićušne metalne kapljice bogate bakrom ugrađene u uzorak crvenog trinitita.
Novi materijal, kažu istraživači, nastao je spontano tijekom nuklearne eksplozije. To ukazuje da ekstremni uvjeti, kao što su ekstremno visoke temperature i pritisci, mogu generirati nove materijale koje je nemoguće dobiti tradicionalnim metodama.
Prirodni laboratoriji
Otkriće je još zanimljivije jer je u istom događaju detonacije nastao još jedan vrlo rijedak materijal: kvazikristal bogat silicijem, koji je tim stručnjaka predvođen Bindijem već dokumentirao prije nekoliko godina.
Kvazikristal, kao Bindi ispričao WIRED u to vrijeme, je nešto što nije kristal, ali izgleda vrlo slično. “Njihova je posebnost”, rekao je, “to što raspored atoma koji nije periodičan, ali gotovo takav, stvara nevjerojatne simetrije iz kojih proizlaze nevjerojatna fizikalna svojstva, između ostalog, vrlo teško predvidljiva.”
Uspostavljanje veze između ovih struktura stoga pomaže znanstvenicima da bolje razumiju kako se atomi organiziraju u ekstremnim uvjetima i proširuju mogućnosti za dizajniranje novih materijala. “Događaji kao što su nuklearne eksplozije, udari munje ili udari meteorita funkcioniraju kao pravi prirodni laboratoriji”, objašnjavaju istraživači. “Omogućuju nam da promatramo oblike materije koje ne možemo lako reproducirati u laboratoriju.”
U biti, ovo istraživanje otvara nove vidike za razvoj inovativnih tehnologija, pokazujući da čak i destruktivni događaji mogu naslijediti otkrića korisna za budućnost.
Ova se priča izvorno pojavila u WIRED Italija a preveden je s talijanskog.