Forskere skaber umulige materialer på en enkel måde

Forskere fra NUST MISIS og kolleger fra University of Bayreuth, universitetet i Münster (Tyskland), University of Chicago (USA), og Linköpings universitet (Sverige) har skabt nitrider, tidligere anset for umuligt at opnå, via en meget enkel metode til direkte syntese. Resultaterne er blevet offentliggjort i Naturkommunikation og Angewandte Chemie International Edition .

Nitrider bruges aktivt i superhårde belægninger og elektronik. Som regel, nitrogenindholdet i disse materialer er lavt, og det er derfor svært at få nitrogenniveauerne til at overstige niveauerne af overgangsmetaller (da nitrogenbindinger er meget højenergi).

Grundstofferne rhenium og jern, som forskerne valgte til eksperimenterne, karakteriserer dette problem særligt godt. Som sådan, forskerne besluttede at ændre syntesen fra almindelige forhold på Jorden til en tilstand af ultrahøjt tryk.

"Denne metode er en af ​​de mest lovende måder at skabe nye materialer af høj kvalitet, og det åbner fantastiske muligheder. Der er velkendte eksempler som kunstige diamanter og kubisk bornitrid (CBN), som har eksisteret i en naturlig form. Imidlertid, vi skaber bevidst materialer, der er umulige [at lave] i naturen, "sagde Igor Abrikosov, leder af NUST MISIS -laboratoriet til modellering og udvikling af nye materialer.

Ifølge Abrikosov, forsøgene gav resultater næsten øjeblikkeligt. Kvælstof, sammen med et overgangsmetal, placeres i en diamantamboltcelle, og en simpel direkte syntese udføres under højt tryk.

"Rheniumnitrid har en egenskab ved lav komprimerbarhed, så den har potentielt meget høje mekaniske egenskaber og egenskaben ved superhardhed - hvilket er vigtigt, for eksempel, i at forbedre kvaliteten af ​​skæreværktøjer, "Tilføjede Abrikosov.

Abrikosov mener, at forskergruppen senere vil afklare, om materialerne er superledere eller magneter, og om de er egnede til spintronics. Deres tilbagestående kæde kræver mere eksperimentel forskning til yderligere analyse. Denne forskning er dog allerede i gang, og det vil sandsynligvis bære frugt inden for det næste år. Hvis forskergruppen beviser materialets formodede superhardhed, så inden for fem år vil vi kunne se "umulige" materialer, der bruges på kommercielle områder.