Uma nova pesquisa liderada pelo químico da Universidade de Nebraska-Lincoln, Xiao Cheng Zeng, levou à descoberta de um novo material que pode ter implicações significativas para uma variedade de desafios, desde o armazenamento de dióxido de carbono até a ciência planetária e a lubrificação sólida.

À primeira vista, não parecia haver muita conexão entre o gelo seco e o quartzo. Mas em termos científicos, na verdade, eles são bastante próximos, pois são óxidos dos dois primeiros elementos de um grupo químico da tabela periódica (Grupo IV) - carbono para gelo seco (dióxido de carbono congelado) e silício para quartzo.

Em 2011, Pesquisadores europeus anunciaram a descoberta de uma nova substância chamada carbonato de silício quando combinaram gelo seco e dióxido de silício (quartzo) sob alta pressão. Eles foram incapazes de determinar a estrutura cristalina do material, Contudo, e a questão chamou a atenção de Zeng e seus colegas, que aceitou o desafio e passou quase um ano modelando estruturas possíveis no supercomputador do Holland Computing Center da Universidade de Nebraska.

"Fizemos uma pesquisa exaustiva de possíveis estruturas sólidas para uma determinada proporção de dióxido de carbono e dióxido de silício, "disse Zeng, Professor de química da Universidade Ameritas. "Fizemos uma extensa pesquisa de estrutura em milhares de estruturas de cristal antes de identificarmos uma altamente estável."

Essa forma altamente estável, Zeng disse, consiste em um átomo de silício, dois átomos de carbono e seis átomos de oxigênio, ou SiC2O6.

O resultado foi relatado na edição de 27 de fevereiro da Cartas de revisão física X , o altamente seletivo, Online somente, jornal de acesso totalmente aberto da American Physical Society. É a primeira vez que uma pesquisa da UNL é publicada no jornal de três anos.

"Uma das aplicações potenciais é o armazenamento de dióxido de carbono, "Zeng disse." Prevemos que sob alta pressão, cerca de 200, 000 atmosferas, o dióxido de carbono pode combinar-se com o dióxido de silício para formar uma nova forma de cristal que é uma possível forma de sequestro.

"Este sólido está em algum lugar entre gelo seco e quartzo, e no passado, as pessoas não imaginavam que houvesse algo intermediário. Algo no meio é muito difícil para os químicos imaginarem, mas fornecemos um candidato para algo intermediário. "

Zeng disse que o cristal previsto também pode fornecer uma pista importante para a composição dos planetas e satélites terrestres, uma vez que o dióxido de silício e o dióxido de carbono em suas formas gasosas e congeladas são componentes comuns desses corpos. Com uma estrutura em camadas semelhante à do grafite, o cristal de carbonato de silício também tem potencial como lubrificante sólido.

"A estrutura que vimos é uma estrutura de três camadas, onde a camada do meio é de silício, "ele disse." As camadas podem deslizar e cisalhar, tornando-o um bom lubrificante sólido. "