Un equipo internacional de científicos ha hecho un descubrimiento que podría, entre otras cosas, revolucionar el almacenamiento de energía y la propulsión de cohetes. Se trata de un nuevo material explosivo sintético obtenido por química de alta presión.

Un anillo de potasio y nitrógeno.

En 2019, la NASA comunicó un enorme presupuesto que debería permitir desarrollar un cohete con propulsión nuclear térmica. Para la agencia espacial estadounidense, el objetivo es acortar los tiempos de viaje en el espacio. El campo de la propulsión es constantemente objeto de investigación y, últimamente, los científicos dicen que han inventó un explosivo muy poderoso. Los detalles de este trabajo aparecen en la revista Nature Chemistry el 21 de abril de 2022.

Alexander Goncharov es un matemático de origen ruso que trabaja para la Institución Carnegie en Washington (Estados Unidos). Con otros investigadores estadounidenses, pero también chinos y rusos, desarrolló un nuevo material explosivo sintético cuya fórmula es K2NO6. Por lo que consiste en dos átomos de potasio y seis átomos de nitrógenoel conjunto formando un anillo.

Hay que saber que habitualmente, con el hidrógeno y el helio, uno de los elementos que suele generar explosiones es el nitrógeno. Sin embargo, el nitrógeno se encuentra en muy muchos explosivos químicos como la pólvora y el TNT.

Aún no hay formulario para la aplicación práctica

La explosión se produce después de la formación de enlaces químicos. Esto se debe a que el átomo de nitrógeno (ver diagrama a continuación) contiene tres electrones desapareados y cuando dos átomos de nitrógeno se encuentran forman el gas conocido como dinitrógeno (N2) que genera energía. Aunque el nitrógeno es abundante en la atmósfera terrestre, la atracción entre los átomos es tan fuerte que no se encuentran con los otros elementos y, por lo general, simplemente flotan. Por otra parte, cuando el la presión es más alta de lo normalse revela su explosividad.

átomo de electrones
Créditos: Pumba / Wikimedia Commons

Para crear su nuevo explosivo, los científicos elevaron un precursor de nitrógeno que contenía potasio a aproximadamente 450.000 veces la presión atmosférica. A continuación, se calentó con potentes láseres infrarrojos para obtener la síntesis de un nuevo compuesto. La K2NO6 es un material cristalino con brillo metálico, formado por varios anillos hexagonales de nitrógeno puro. Estos anillos son estables gracias a la presencia de potasio intercalándose entre cada uno de ellos. Sin embargo, los investigadores explican que el material en cuestión es estable bajo aproximadamente un 50% menos de presión que la vigente en el momento de su creación.

En otras palabras, todavía no existe una forma que permita una aplicación práctica. Por lo tanto, el próximo paso para los científicos será encontrar una manera de mantener el material estable a presión normal, es decir, la presión atmosférica. En caso de una evolución positiva del trabajo, podría ser una auténtica revolución en el almacenamiento de energía así como en la materiales propulsoresespecialmente cohetes.