Στη δοκιμή Trinity στις 16 Ιουλίου 1945, στην έρημο του Νέου Μεξικού —την πρώτη παγκοσμίως δοκιμή ατομικής βόμβας— σχηματίστηκε αυθόρμητα ένα νέο υλικό. Η ανακάλυψη έγινε μόλις πρόσφατα, από διεθνή ερευνητική ομάδα με συντονιστή τον γεωλόγο Λούκα Μπίντι του Πανεπιστημίου Φλωρεντίας, η οποία ταυτοποίησε έναν νέο κλαθράτη με βάση το ασβέστιο, τον χαλκό και το πυρίτιο. Πρόκειται για υλικό που δεν είχε παρατηρηθεί ποτέ ούτε στη φύση ούτε ως τεχνητή ένωση στο εργαστήριο.
Οι κλαθράτες είναι υλικά με «κλουβωτή» δομή που παγιδεύει στο εσωτερικό της άλλα άτομα και μόρια, χαρίζοντάς τους μοναδικές ιδιότητες. Έχουν μεγάλο τεχνολογικό ενδιαφέρον και μελετώνται για εφαρμογές που εκτείνονται από τη μετατροπή ενέργειας (ως θερμοηλεκτρικά υλικά που μετατρέπουν τη θερμότητα σε ηλεκτρισμό) και την ανάπτυξη νέων ημιαγωγών, μέχρι την αποθήκευση αερίων και υδρογόνου για μελλοντικές ενεργειακές τεχνολογίες.
Για να εντοπίσουν το νέο υλικό, οι ερευνητές επικεντρώθηκαν στον τρινιτίτη, ένα γυαλί πυριτικών με σπάνιες μεταλλικές φάσεις. Με τεχνικές όπως η περίθλαση ακτίνων Χ, η ομάδα ταυτοποίησε έναν κλαθράτη τύπου Ι, με βάση το ασβέστιο, τον χαλκό και το πυρίτιο, μέσα σε μια μικροσκοπική σταγόνα μετάλλου πλούσια σε χαλκό, εγκλωβισμένη σε δείγμα κόκκινου τρινιτίτη.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, το νέο υλικό σχηματίστηκε αυθόρμητα κατά την πυρηνική έκρηξη. Αυτό δείχνει ότι οι ακραίες συνθήκες, όπως οι εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις, μπορούν να παράγουν νέα υλικά που είναι αδύνατο να ληφθούν με παραδοσιακές μεθόδους.
Η ανακάλυψη είναι ακόμη πιο ενδιαφέρουσα επειδή στο ίδιο γεγονός σχηματίστηκε και ένα άλλο εξαιρετικά σπάνιο υλικό: ένας κβασικρύσταλλος πλούσιος σε πυρίτιο, που είχε ήδη τεκμηριωθεί από την ομάδα του Μπίντι πριν από λίγα χρόνια.
Ένας κβασικρύσταλλος, όπως είχε πει τότε ο Μπίντι στο WIRED, είναι κάτι που δεν είναι κρύσταλλος, αλλά μοιάζει πολύ με αυτόν. «Η ιδιαιτερότητά τους», είπε, «είναι ότι η ατομική διάταξη, που δεν είναι περιοδική αλλά σχεδόν περιοδική, δημιουργεί απίστευτες συμμετρίες από τις οποίες προκύπτουν εντυπωσιακές φυσικές ιδιότητες, μεταξύ άλλων, πολύ δύσκολο να προβλεφθούν».
Η σύνδεση ανάμεσα σε αυτές τις δομές βοηθά τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα πώς οργανώνονται τα άτομα υπό ακραίες συνθήκες και διευρύνει τις δυνατότητες σχεδιασμού νέων υλικών. «Γεγονότα όπως οι πυρηνικές εκρήξεις, οι κεραυνοί ή οι μετεωριτικές προσκρούσεις λειτουργούν ως αληθινά φυσικά εργαστήρια», εξηγούν οι ερευνητές. «Μας επιτρέπουν να παρατηρούμε μορφές ύλης που δεν μπορούμε εύκολα να αναπαράγουμε στο εργαστήριο».
Εντέλει, αυτή η έρευνα ανοίγει νέους ορίζοντες για την ανάπτυξη καινοτόμων τεχνολογιών, δείχνοντας ότι ακόμη και καταστροφικά γεγονότα μπορούν να αφήνουν ως κληρονομιά ανακαλύψεις χρήσιμες για το μέλλον.
Το κείμενο δημοσιεύτηκε αρχικά στο WIRED Italia και έχει μεταφραστεί από τα ιταλικά.
