L’oro non è inerte come pensavamo: una scoperta casuale che riscrive la chimica

L’oro, da sempre simbolo di stabilità, ricchezza e, soprattutto, di inerzia chimica. Un metallo “nobile” per eccellenza, che non si lega facilmente con altri elementi, resistendo alla corrosione e all’ossidazione. O almeno, così pensavamo. Una scoperta casuale e sorprendente, guidata dagli scienziati del SLAC National Accelerator Laboratory del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, ha appena incrinato questa certezza millenaria, dimostrando che, in condizioni estreme, l’oro è molto meno “pigro” di quanto si credesse.

Il team internazionale di ricercatori ha infatti creato, per la prima volta in assoluto, un idruro d’oro binario solido: un composto stabile formato esclusivamente da atomi d’oro e di idrogeno. Una creazione che riscrive una piccola, ma significativa, pagina dei libri di chimica.

La nascita inaspettata dell’idruro d’oro

La cosa più affascinante è che la scoperta è avvenuta per puro caso. Gli scienziati non stavano cercando di sfidare l’oro; il loro obiettivo era studiare la formazione di diamanti da idrocarburi (composti di carbonio e idrogeno) sottoposti a pressioni e temperature infernali.

Per farlo, hanno utilizzato una cella a incudine di diamante per comprimere i campioni a pressioni superiori a quelle presenti nel mantello terrestre. Successivamente, li hanno riscaldati a oltre 2000 °C con impulsi di raggi X provenienti dal potentissimo laser europeo XFEL in Germania.

Nell’esperimento, una sottile lamina d’oro era stata inserita con il solo scopo di assorbire i raggi X e riscaldare in modo uniforme il campione. L’oro doveva essere un semplice strumento, un attore passivo, ma non è andata così.

Oro in quarzo – Wikimedia

Con grande stupore, analizzando i dati, i ricercatori non solo hanno visto la formazione dei diamanti come previsto, ma hanno notato dei segnali anomali. Questi segnali provenivano proprio dalla lamina d’oro: l’idrogeno, liberato dagli idrocarburi, aveva reagito con l’oro, formando un reticolo cristallino stabile: l’idruro d’oro.

Perché l’oro è meno “Nobile” di quanto pensassimo?

Questa scoperta dimostra che la “nobiltà” di un metallo è relativa alle condizioni in cui si trova. A temperatura e pressione ambiente, l’oro rimane il metallo inerte che conosciamo, ma quando le condizioni diventano estreme, le regole del gioco cambiano.

Mungo Frost, scienziato dello SLAC e a capo dello studio, ha commentato con stupore: “È stato inaspettato perché l’oro è tipicamente molto noioso e non reattivo dal punto di vista chimico. È proprio per questo che lo usiamo come assorbitore di raggi X in questi esperimenti”.

In queste condizioni estreme, l’idrogeno entra in uno stato denso e “superionico”, in cui i suoi atomi fluiscono liberamente attraverso la rigida struttura atomica dell’oro. Questa interazione, che avviene solo ad altissime pressioni, forza l’oro a formare legami che in condizioni normali sarebbero impossibili. Appena la pressione e la temperatura diminuiscono, il composto si scinde di nuovo nei suoi elementi originali.

Implicazioni rivoluzionarie: dai Pianeti alla Fusione Nucleare

Al di là della curiosità chimica, questa scoperta apre scenari importantissimi:

1. Astrofisica e Geologia Planetaria: L’idrogeno denso è il principale costituente degli interni di pianeti giganti come Giove e Saturno. Studiare l’idruro d’oro in laboratorio ci offre un modello inedito per capire cosa succede nelle profondità di questi mondi lontani.
2. Fusione Nucleare: I processi di fusione che alimentano il nostro Sole e le altre stelle si basano sul comportamento dell’idrogeno in condizioni estreme. Comprendere queste interazioni può fornire nuovi spunti per lo sviluppo di reattori a fusione nucleare sulla Terra, la grande promessa di energia pulita e illimitata, oltre a comprendere possibili interazioni che si possono creare e che, sinora, non erano state considerate.
3. Nuova Chimica: Se persino un metallo “noioso” come l’oro può formare composti esotici, quali altre incredibili reazioni chimiche ci attendono inesplorate a pressioni e temperature estreme? Si apre un intero nuovo campo di ricerca per la creazione di materiali con proprietà mai viste prima.

In conclusione, questa scoperta accidentale non solo ci regala un nuovo e affascinante composto, ma ci costringe a riconsiderare i limiti della reattività chimica, dimostrando che anche l’elemento più stabile e prevedibile può nascondere un comportamento sorprendente e spettacolare, se messo abbastanza sotto pressione.