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重氮進化

生活 更新时间:2024-11-30 14:42:25

重氮進化?拜羅伊特大學的研究人員創造了一種前所未有的氮物質,昵稱為“黑氮”,是二維片狀晶體,有朝一日或可以改良電子産品,我來為大家科普一下關于重氮進化?以下内容希望對你有幫助!

重氮進化(創造出前所未有的氮形态)1

重氮進化

拜羅伊特大學的研究人員創造了一種前所未有的氮物質,昵稱為“黑氮”,是二維片狀晶體,有朝一日或可以改良電子産品。

著名的元素周期表以重複的“周期”排列,其中每一列均由具有相似屬性的元素組成。頂部的那些具有最小的質子數和質量。

在高壓下,周期表列頂的元素通常具有類似于該組下方元素的單質結構。這些不同形式被稱為同素異形體。例如,臭氧是氧的同素異形體,而石墨和金剛石都是碳的同素異形體。

但是氮單質有點格格不入。按照上面的理論,參考磷,有所謂的黑磷、白磷、紅磷和紫磷等相對穩定的同素異形體。但是氮,隻有氮氣N2一種穩定的結構,N3和N4會迅速分解成N2。人們總是認為這有點怪異,但是現在有研究發現,氮并不是例外。

研究人員将氮氣暴露在極高的熱量和壓力下。它被壓在兩顆鑽石氈之間,壓力達到140萬大氣壓,溫度超4000°C。在此極端條件下,氮氣呈現出前所未有的結構。

使用X射線成像可以看出,氮原子形成結晶的二維層,以鋸齒形交聯。它似乎具有良好的導電性,就像石墨烯一樣,在未來的電子産品中或許有其應用價值。

由于與黑磷(元素磷的同素異形體)的相似性,研究小組将這種新材料稱為“黑氮”。

主要作者多米尼克·蘭尼爾(Dominique Laniel)說:“測量數據突然為我們提供了黑磷的結構特征,我們對此感到驚訝和好奇。此後的進一步實驗和計算證實了這一發現。這意味着,實際上,氮不是例外的元素,它遵循與碳和氧相同的元素周期律。”

黑氮具有巨大的潛力,不過不能操之過急。由于極端的條件,生産很有難度,而且材料本身仍然不夠穩定。

Laniel說:“由于這種不穩定性,工業生産尚不可行。盡管如此,氮氣仍然是材料研究中非常有趣的元素。我們的研究以實證的方式表明,高壓和高溫會産生以前不知道的材料結構和特性。”

該研究發表在《物理評論快報》上。

本文譯自 newatlas,由譯者 majer 基于創作共用協議(BY-NC)發布。

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