Dois materiais quase idênticos apresentam comportamentos químicos completamente diferentes. Pesquisadores da Universidade de Viena e TU Wien estudaram catalisadores que usam a energia da luz solar para produzir amônia. Surpreendentemente, quando três átomos de ferro que formam triângulos minúsculos são substituídos por átomos de cromo, a reação química simplesmente não ocorre.

Por que isso acontece?

A equipe descobriu que as propriedades magnéticas dos átomos, conhecidas como 'spin', são cruciais para entender essa diferença. Em um triângulo de ferro, dois átomos podem ter direções magnéticas opostas, mas o terceiro não pode cumprir esse requisito, fenômeno chamado 'frustração magnética'. Em contraste, um triângulo de cromo funciona de forma fundamentalmente diferente, com duas átomos se ligando muito mais fortemente e formando um par, enquanto o terceiro átomo se liga apenas fracamente a eles.

Implicações para a produção de amônia

Essas diferenças magnéticas estão estreitamente relacionadas à força com que o nitrogênio se liga aos átomos metálicos. Isso explica por que a presença de ferro permite a produção de amônia sob luz solar, enquanto o cromo não faz isso.