Наука

Нови материјал „црног азота“ високог притиска могао би да делује попут графена

Нови материјал „црног азота“ високог притиска могао би да делује попут графена


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Истраживачи хемије под високим притиском оспорили су златно правило основних елемената, стварајући кристалну структуру од азота са дводимензионалним атомским слојевима - показујући велики потенцијал за високотехнолошку електронику на начине који могу да подсећају на графен. Назван „црни азот“, нови материјал је објашњен у студији објављеној у часописуПисма о физичком прегледу.

ПОВЕЗАНО: ЈАПАНСКИ НАУЧНИЦИ ОТКРИЈУ „НУКЛЕАРНУ“ ПЕРИОДИЧНУ ТАБЕЛУ ЕЛЕМЕНТА

Кршење златног правила са „црним азотом“

Под високим притиском, угљеник, кисеоник и други лаки елементи следе златно правило: имају сличне структуре као тежи елементи у истој групи елемената.

Међутим, азот је увек био црна овца под златним правилом.

Када су хемијски елементи поређани у растућем редоследу у складу са бројем протона, њихова својства се понављају у великим интервалима (периодима). Периодни систем распоређује ове периоде како би били визуелнији.

Елементи са сличним својствима постављају се један испод другог у исту колону, чинећи групу елемената. На врху сваке колоне налази се елемент са најмање протона и најмањом тежином у својој групи. Азот игра ову улогу за групу 15, али разлог што је била „црна овца” потиче из начина на који се понашао под високим притиском.

У претходним експериментима под високим притиском, азот није показивао структуру сличну структури коју су показивали други тежи елементи у његовој групи под нормалним условима. Наиме, фосфор, антимон и арсен.

Уместо тога, под високим притиском, структура азота више личи на структуру најлакших елемената суседних група: угљеник и кисеоник.

Азот није изузетак од правила периодног система

Дакле, чини се да азот ипак није изузетак од правила. Истраживачи који раде у Лабораторији за кристалографију на Универзитету у Баиреутху и Баварском истраживачком институту за експерименталну геохемију и геофизику (БГИ) то су доказали користећи новоразвијену мерну методу.

Доминикуе Ланиел је водио студију која је направила неочекивано откриће. При високим притисцима и температурама, атоми азота се спајају у кристалну структуру налик црном фосфору - специфичној варијанти фосфора. Ова структура се такође дешава у арсену и антимону. Састављени од дводимензионалних слојева умрежених, цик-цак атома азота, ови 2Д слојеви подсећају на графен - недавно откривени материјал са великим потенцијалом за високотехнолошке примене.

Због тога је црни фосфор сада предмет интензивних студија због његове потенцијалне употребе као високоефикасног транзистора, полупроводника или других будућих електронских компоненти.

Стога су истраживачи из Баиреутха предложили аналогно име за алотроп азота на који су наишли: црни азот.

Лоша вест је да црни азот може постојати само при екстремним температурама и притисцима произведеним у лабораторији. У нормалним условима се одмах раствара. "Због ове нестабилности, индустријска примена тренутно није изведива. Ипак, азот остаје веома занимљив елемент у истраживању материјала. Наше истраживање на примерима показује да високи притисци и температуре могу створити материјалне структуре и својства за која истраживачи раније нису знали да постоје “, рекао је Ланиел.

Структура „црног азота“ откривена помоћу акцелератора честица

Да би направили црни азот, научници су морали створити - а то не можемо довољно нагласити - екстремне услове. Притисак компресије достигао је 1,4 милиона пута једну земаљску атмосферу (оно што осећамо на нивоу мора), а температура је прешла више од 4.000 степени Целзијуса (7.232 степени Фахренхеита). Научници из Баиреутха сарађивали су са немачким Елецтрон Синцхротрон-ом (ДЕСИ) у Хамбургу и америчким Адванцед Пхотон-ом (АПС) из Националне лабораторије Аргонне како би истражили како се атоми понашају у овим дивљим условима.

"Изненадили смо се и заинтригирали мерним подацима који су нам изненада пружили структуру карактеристичну за црни фосфор. Даљи експерименти и прорачуни потврдили су овај налаз. То значи да у то нема сумње: азот у ствари није изузетан елемент , али следи исто златно правило периодног система као што то чине угљеник и кисеоник “, рекао је Ланиел.


Погледајте видео: Experiments in Chemistry. Preparation of nitric oxide II; oxidizing it with oxygen (Децембар 2022).