p A ciência dos materiais de alta pressão decolou nas últimas duas décadas, com avanços em técnicas experimentais anteriormente difíceis e de tecnologias como bigornas de diamante, que comprimem amostras de materiais entre dois diamantes a pressões milhões de vezes maiores do que na superfície da Terra. p O campo usa essas condições extremas que refletem o interior profundo dos planetas para descobrir novos materiais, para modificar as propriedades de materiais conhecidos de maneiras potencialmente úteis e até exóticas, e para testar seus conceitos sobre como os materiais funcionam ou para simular como é dentro da Terra.

p Enquanto isso, perovskita é o mineral mais abundante no manto da Terra (composto de titanato de cálcio, CaTiO ₃ ) e o nome de qualquer material que tenha o mesmo, estrutura cristalina especial como este mineral. As estruturas de perovskita são de grande interesse para os cientistas de materiais devido às múltiplas propriedades interessantes que são importantes em uma gama de microeletrônica, telecomunicações e aplicações de energia limpa.

p Usando técnicas avançadas de alta pressão, Professor Changqing Jin, que lidera a equipe de pesquisa do Instituto de Física, Academia Chinesa de Ciências, também adjunto da Universidade da Academia Chinesa de Ciências (UCAS) tem fabricado muitos novos materiais com estruturas de perovskita e novas funcionalidades há algum tempo. Recentemente, seu laboratório tem sintetizado um novo tipo de composto de perovskita, chamados de "perovskitas duplas, "que tem duas vezes a" célula unitária, "ou o menor bloco de construção possível de um cristal, de perovskitas regulares.

p As descobertas foram publicadas no jornal revisado por pares Angewandte Chemie .

p O estudo detalha como os pesquisadores expuseram sua última perovskita dupla, composto de ítrio, cobalto, átomos de irídio e oxigênio (Y ₂ CoIrO ₆ ), a vários níveis de extrema pressão, e o que aconteceu quando o fizeram.

p Para a maioria dos materiais, um aumento na pressão permite um aumento no número de átomos que podem se reunir imediatamente em torno de um átomo central em um cristal (chamado de número de coordenação.

p Mas a nova perovskita dupla, Y ₂ CoIrO ₆ , não aderiu às teorias tradicionais de que a ordem da estrutura cristalina tende a aumentar com o aumento da pressão.

p Em vez de, quando sintetizado na pressão ambiente, Y ₂ CoIrO ₆ é altamente ordenado, mas surpreendentemente quando sintetizado em 6 gigapascals (GPa, ou cerca de 60, 000 vezes a pressão atmosférica padrão), enquanto a célula unitária ficou menor, agora havia apenas um pedido parcial.

p Então, em 15 GPa, os pesquisadores acharam desordenado. O aumento da pressão inverteu a sequência normal de ordem para desordem que os pesquisadores esperavam. Além disso, as propriedades magnéticas do material mudaram

p "Curiosamente, 15 GPa também é a pressão que você encontra na região limite entre o manto superior e inferior nas profundezas da Terra, "disse Zheng Deng, outro membro da equipe. "É precisamente aqui que se formam muitos materiais de perovskita."

p Obter mais informações sobre essa transição inesperada ordem-desordem dependente de pressão pode ajudar os cientistas a entender melhor as propriedades dos minerais que compõem o manto e o interior mais profundo de nosso planeta

p "Isso viola nossa intuição sobre química em altas pressões, "Deng continuou." Isso significa que teremos que reconsiderar inteiramente os efeitos da pressão nas ciências do estado sólido.

p A descoberta pode permitir o projeto e a síntese de novos materiais úteis em altas pressões com atributos que, de outra forma, seriam difíceis de alcançar em condições normais.