Superionicidad en polihidruros de amonio a presiones extremas

Área de la Ciencia:

• Ciencia Planetaria; Ciencia de Materiales; Química Computacional

Sus antecedentes:

• Se forman nuevas estructuras de polihidruros a altas presiones, relevantes para los interiores de planetas gigantes.
• Los polihidruros de amonio son metaestables a 100-300 GPa, exhibiendo fases complejas.

Objetivo del estudio:

• Investigar el comportamiento de los polihidruros de amonio bajo alta presión y temperatura.
• Caracterizar las fases y transiciones sólidas, supersiónicas y líquidas.
• Determinar la influencia de la fracción de protones en las transiciones de fase.

Principales métodos:

• Simulaciones de dinámica molecular de densidad funcional.
• Métodos de búsqueda de estructuras cristalinas.
• Análisis de energía interna, presión, especies químicas y tasas de difusión.

Principales resultados:

• Los polihidruros de amonio a alta presión muestran difusión supersiónica de hidrógeno al calentarse.
• Las temperaturas de transición de sólido a supersiónico y de supersiónico a líquido disminuyen al aumentar la fracción de protones.
• Por encima de una fracción de protones de ~0.97, se favorece la fusión directa a líquido en lugar de una fase supersiónica.

Conclusiones:

• Los polihidruros de amonio exhiben transiciones de fase distintas, incluido el comportamiento supersiónico.
• La fracción de protones impacta significativamente el diagrama de fases de estos compuestos.
• Es probable que los hidruros de amonio ricos en hidrógeno existan como líquidos en los interiores de los gigantes helados.