Los electruros, posible explicación de algunas incongruencias en la geofísica del planeta Tierra

Recientemente, un equipo de científicos ha dado a conocer una posible explicación: los elementos se esconden en las profundidades del núcleo interno sólido de la Tierra. A su altísima presión —360 gigapascales, 3,6 millones de veces la presión atmosférica—, el hierro se comporta de forma extraña y se convierte en un electruro: una forma poco conocida del metal que puede absorber elementos más ligeros. Esto explicaría por qué el movimiento de las ondas sísmicas que viajan a través de la Tierra sugiere una densidad del núcleo interno menor...

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Los electruros (electrides en inglés) son materiales en los que los electrones se desprenden de sus átomos y actúan como aniones dentro de la estructura cristalina, ocupando vacíos o canales periódicos. Esta propiedad única les confiere un bajo trabajo de extracción (menor a ~3.5 eV, comparable al de los metales alcalinos) y una alta capacidad para donar electrones, lo que los hace extremadamente versátiles para aplicaciones tecnológicas más allá de la geofísica.

Los principales desarrollos tecnológicos actuales de los electruros:

( 1 Catálisis y Síntesis Química

Los electruros están revolucionando la catálisis heterogénea debido a su naturaleza donadora de electrones:

- Síntesis de amoníaco: El electruro de mayenita (C12A7:e⁻) desarrollado por Hideo Hosono se utiliza comercialmente para producir amoníaco (base de fertilizantes) con un 20% menos de energía que el proceso tradicional de Haber-Bosch. La empresa Tsubame BHB opera plantas piloto y una instalación de 20,000 toneladas/año en Brasil, evitando 11,000 toneladas de CO₂ anuales .

- Hidrogenación selectiva: Electruros como Y₃Pd₂ y LaCu₀.₆₇Si₁.₃₃ catalizan reacciones de acoplamiento carbono-carbono y activación de enlaces C-H para síntesis farmacéutica, sustituyendo catalizadores de paladio más costosos .

- Conversión de CO₂: Pueden transformar CO₂ en metano, metanol o hidrocarburos de cadena larga con menor consumo energético .

( 2 ) Materiales Topológicos y Electrónica Cuántica

Los electruros representan una nueva plataforma para materiales topológicos:

- Fases topológicas: Debido a que los electrones aniónicos están débilmente ligados y sus bandas ocupan niveles cercanos al nivel de Fermi, los electruros facilitan las inversiones de banda necesarias para fases topológicas. Se han identificado electruros que actúan como semimetales de línea nodal, aislantes topológicos y sistemas de Hall cuántico .

- Espintrónica: Los electruros magnéticos (51 identificados mediante screening computacional)…