Удивительные свойства проявили некоторые материалы при сверхвысоких давлениях

Открыты новые удивительные свойства некоторых материалов, которые они проявляют при сверхвысоких давлениях, вопреки привычным законам физики и химии, сообщает misis.ru.

Международный коллектив ученых из НИТУ «МИСиС», Университета Линчепинга (Швеция) и Университета Байрота (Германия) установил, что, вопреки привычным физико-химическим законам, у ряда материалов при сверхвысоких давлениях структура не уплотняется, а формирует пористый «каркас», который заполняется молекулами газа. Такое явление было открыто для осмия, гафния и вольфрама, помещенными вместе с азотом в алмазную наковальню под давлением в миллион атмосфер. Фундаментальное открытие коллектива описано в статье в Angewandte Chemie.

До недавнего времени считалось, что под сверхвысоким давлением изменяетя кристаллическая структура вещества — пустое пространство между атомами уменьшается и графит превращается в алмаз.

Однако ученые обнаружили, что некоторые материалы при приложении сверхвысокого давления, наоборот, могут становиться пористыми. В ходе исследования изучалось поведение трех металлов (гафния, вольфрама и осмия) при помещении их в алмазную наковальню под давлением в 1 миллион атмосфер, что соответствует давлению на глубине 2,5 тысяч километров под землей. При этом каждый раз в алмазной наковальне приутствовал азот — ученые считают, что именно комбинация давления и азота повлияла на формирования пористого «каркаса» в кристаллической решетке.

Эксперимент вначале проводился физически — зарубежной частью научной команды — а затем его результаты подтверждались теоретическим моделированием на суперкомпьютерном кластере НИТУ «МИСиС». Ученые подчеркивают, что исследование носит фундаментальный характер — материалы с такими свойствами пока не создаются под конкретные задачи; на данный момент важен сам факт возможности получения ранее немыслимых модификаций.

 

Международный коллектив ученых из НИТУ «МИСиС», Университета Линчепинга (Швеция) и Университета Байрота (Германия) установил, что, вопреки привычным физико-химическим законам, у ряда материалов при сверхвысоких давлениях структура не уплотняется, а формирует пористый «каркас», который заполняется молекулами газа. Такое явление было открыто для осмия, гафния и вольфрама, помещенными вместе с азотом в алмазную наковальню под давлением в миллион атмосфер. Фундаментальное открытие коллектива описано в статье в Angewandte Chemie.

До недавнего времени считалось, что под сверхвысоким давлением изменяетя кристаллическая структура вещества — пустое пространство между атомами уменьшается и графит превращается в алмаз.

Однако ученые обнаружили, что некоторые материалы при приложении сверхвысокого давления, наоборот, могут становиться пористыми. В ходе исследования изучалось поведение трех металлов (гафния, вольфрама и осмия) при помещении их в алмазную наковальню под давлением в 1 миллион атмосфер, что соответствует давлению на глубине 2,5 тысяч километров под землей. При этом каждый раз в алмазной наковальне приутствовал азот — ученые считают, что именно комбинация давления и азота повлияла на формирования пористого «каркаса» в кристаллической решетке.

Эксперимент вначале проводился физически — зарубежной частью научной команды — а затем его результаты подтверждались теоретическим моделированием на суперкомпьютерном кластере НИТУ «МИСиС». Ученые подчеркивают, что исследование носит фундаментальный характер — материалы с такими свойствами пока не создаются под конкретные задачи; на данный момент важен сам факт возможности получения ранее немыслимых модификаций.