Un gruppo internazionale di ricercatori, tra cui alcuni scienziati brasiliani affiliati all’Università di Campinas (UNICAMP), sono riusciti a produrre dall’ematite, uno dei minerali più comuni al mondo e la principale fonte di ferro, un nuovo materiale battezzato “ematene”. L’ematene, spesso tre atomi, è un materiale ferromagnetico, a differenza del minerale da cui è stato creato e può fungere da fotocatalizzatore per dividere l’acqua in idrogeno e ossigeno, in modo che l’elettricità possa essere generata dall’idrogeno, ad esempio, oltre ad avere diverse altre potenziali applicazioni.
Mentre l’ematite nativa è antiferromagnetica, l’ematene è ferromagnetico, come un comune magnete. Nei ferromagneti, i dipoli sono paralleli e allineati nella stessa direzione. Negli antiferromagneti, i dipoli sono antiparalleli e allineati in direzioni opposte.
I ricercatori hanno anche analizzato le proprietà fotocatalitiche dell’ematene – la sua capacità di aumentare la velocità di una reazione chimica quando energizzata dalla luce. I risultati hanno mostrato che la fotocatalisi da ematene è più efficiente della fotocatalisi da ematite, le cui proprietà fotocatalitiche sono ben note ma non abbastanza forti per essere utili.

Affinché un materiale sia un fotocatalizzatore efficiente, deve assorbire la parte visibile della luce solare, generare una carica elettrica e trasportarla sulla superficie del materiale per eseguire la reazione desiderata. L’ematite assorbe la luce solare dall’ultravioletto alla regione giallo-arancio, ma la carica che produce è molto breve. Di conseguenza, svanisce prima di raggiungere la superficie. La fotocatalisi dell’ematene è più efficiente perché i fotoni generano cariche sia negative che positive all’interno di alcuni atomi della superficie.