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Un equipo de químicos de la Universidad Justus Liebig de Giessen (JLU) de Alemania ha logrado producir por primera vez hexa-nitrógeno (N₆).
Esta forma de nitrógeno puro, que hasta ahora sólo se había predicho teóricamente, es la sustancia más rica en energía jamás formada. La molécula consta de seis átomos de nitrógeno en cadena y almacena enormes cantidades de energía, que puede recuperarse mediante descomposición sin residuos en N2 (nitrógeno "normal", que constituye el 78% de nuestro aire).
Esto hace concebible una futura aplicación como sistema de almacenamiento de energía respetuoso con el medio ambiente. El equipo de la JLU ha publicado sus hallazgos en la revista "Nature".
Para producir N6, el equipo de investigación dirigido por el químico Prof. Dr. Peter R. Schreiner hizo reaccionar cloro gaseoso (Cl₂) o bromo (Br₂) con azida de plata (AgN₃). Los productos de reacción resultantes se atraparon en una matriz de hielo de argón a temperaturas muy bajas (-263 °C) para estabilizarlos y detectar N₆. También consiguieron producir N₆ en su forma pura como una fina película a -196 °C (la temperatura del nitrógeno líquido). Los investigadores suponen que el hexa-nitrógeno permanece estable en este estado durante más de 100 años.
El equipo, formado por Schreiner, el Dr. Artur Mardyukov y Weiyu Qian, del Instituto de Química Orgánica de la JLU, pudo detectar el hexa-nitrógeno utilizando varios métodos. Los químicos utilizaron una combinación de espectroscopia infrarroja y UV/Vis para medir la absorción de luz. Mediante la incorporación de átomos de nitrógeno pesado (isótopos 15N) y el uso de complejos modelos informáticos, pudieron demostrar que se trata efectivamente de la nueva molécula N₆.
A temperatura ambiente, la sustancia tiene una vida útil de unos 35 milisegundos. "Eso es suficiente para capturarla y estudiarla: un enorme paso adelante en la química del nitrógeno", subraya el profesor Schreiner. Cuando el N₆ se descompone en nitrógeno atmosférico normal (N₂), se libera más del doble de energía por gramo que con el TNT, y sin subproductos perjudiciales para el medio ambiente.
"De hecho, esto convertiría al hexa-nitrógeno en el almacén de energía más eficiente", explica Schreiner, para quien el descubrimiento supone un verdadero avance: "Es la primera vez que se produce en el laboratorio una molécula de nitrógeno neutro aislable con más de dos átomos. Esto abre la puerta al desarrollo selectivo de materiales nuevos y limpios de alta energía".
El químico sabe que también hay retos asociados al descubrimiento: "Manipular compuestos de muy alta energía siempre conlleva riesgos si su descomposición se produce de forma incontrolada y se libera toda la energía a la vez", explica.
Por eso, además de investigar otros polinitrógenos, los trabajos futuros se centrarán en la producción y manipulación seguras del hexa-nitrógeno, la conversión controlada en nitrógeno (N2) y la transferencia de los resultados del laboratorio a escalas mayores.
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