In un recente studio pubblicato su Nature Chemistry , gli scienziati hanno riportato la sintesi di un nuovo nitruro con lucentezza metallica e anelli di esazina, il risultato di uno sforzo di sei anni nella scienza dell'alta pressione.

Questa è la prima volta che un N₆ planare ^2- , un nitruro di esazina dianionico, è stato ottenuto in un esperimento di laboratorio. Inoltre, la struttura è rimasta relativamente stabile a pressioni fino a 20 GPa.

I composti ricchi di azoto hanno attirato un'ampia attenzione a causa del loro grande potenziale come materiali ad alta densità di energia (HEDM) in grado di immagazzinare e rilasciare enormi quantità di energia. Tuttavia, finora sono stati sintetizzati pochissimi composti azotati rispetto al numero previsto teoricamente attraverso calcoli e modelli.

"I legami N-N di basso ordine sono difficili da mantenere stabili a bassa pressione", ha affermato il dottor Wang Yu, autore principale dello studio e ricercatore presso l'Hefei Institutes of Physical Science dell'Accademia cinese delle scienze. Secondo Wang, ecco perché sintetizzare i composti azotati in laboratorio è così difficile.

In studi precedenti, Wang e i suoi colleghi hanno appreso che l'azoto biatomico molecolare può essere convertito in un solido atomico con una struttura gauche cubica cristallina a legame singolo (cg-N) in un'incudine di diamante a pressioni estreme fino a 110 GPa e 2.500 K. Il risultato ha ispirato la sintesi di materiali di polinitruro ad alta pressione e ad alta temperatura, compresi i risultati nei loro esperimenti.

Tuttavia, come mantenere la stabilità del composto e ripristinare le specie in condizioni pratiche rimane ancora difficile.

Nel presente studio, i ricercatori hanno deciso di utilizzare metalli alcalini che hanno dimostrato di ridurre la pressione richiesta per la sintesi, migliorando così la stabilità e la densità energetica dei potenziali composti HEDM.

Gli scienziati lo avevano anche appreso usando N₃ lineare ^- i gruppi come precursori non solo riducono significativamente la barriera di attivazione, ma forniscono anche un ambiente di reazione più uniforme.

I ricercatori hanno quindi iniziato la loro sintesi utilizzando metalli alcalini e N₃ lineare ^- azidi. Hanno iniziato con le indagini sull'azide di potassio (KN₃ ), che hanno posizionato in una camera a incudine diamantata utilizzata per la diffrazione dei raggi X e gli esperimenti Raman.

Attraverso tentativi ed errori, gli scienziati hanno sintetizzato l'N₆ ^2- aereo in laboratorio e stabilizzato la struttura appena sintetizzata in K₂ N₆ . La sintesi riuscita era basata su KN₃ riscaldato da un laser mentre si trova in una cella a incudine diamantata a pressioni superiori a 45 GPa.

Utilizzando la diffrazione dei raggi X e i risultati del rilevamento Raman, i ricercatori, in collaborazione con un team guidato da Artem Oganov dello Skolkovo Institute of Science and Technology, hanno scoperto che tutti i loro risultati erano coerenti con le previsioni teoriche attraverso i calcoli dei primi principi.

Wang ha detto che i ricercatori "sono tutti molto entusiasti" di ottenere un nitruro con N₆ ² anelli di esazina per la prima volta in un esperimento di laboratorio. + Esplora ulteriormente

Stabile anello esazinico tipo poltrona in esantruro di tungsteno