Используя сверхвысокие давления, подобные давлению в глубинах Земли или на поверхности гигантских планет, ученые из Университета штата Вашингтон (Washington State University, WSU) получили компактный материал, который еще никогда до этого получить никому не удавалось, в добавок к этому, новый материал заключает в себе чрезвычайно большое количество энергии, сравниться с которым могут только ядерные материалы. Этот новый материал может быть использован для создания энергоносителей нового поколения, устройств хранения энергии или выступать в роли сверхокислителя, разрушающего опасные биологические и химические вещества. В некоторых условиях этот энергетический материал может выступать в роли высокотемпературного сверхпроводника.
Создавался этот материал в небольшой, высотой 5 см. и диаметром 7 см., "наковальне", изготовленной из алмаза. Эта "наковальня" зажималась в специальном прессе, который был способен создать чрезвычайно высокое давление. В полость был насыпан порошок из вещества дифлорида ксенона (xenon difluoride, XeF2), представляющего собой в обычных условиях кристаллы белого цвета и который широко применяется в производстве полупроводников.
Под влиянием увеличивающегося давления кристаллическая структура XeF2 претерпевала изменения. По достижению давления 50 ГПа структура материала превратился в двухмерную шестигранную структуру XeF4, подобную структуре графена, из-за чего материал приобрел явно выраженные полупроводниковые свойства. При повышении давления до значения свыше 70 ГПа структура материала превращается в трехмерную структуру XeF8, подобную структуре кристаллической решетки некоторых металлов.
В конечно счете, увеличив давление до значения более чем в миллион атмосфер, команда ученых, возглавляемая профессором химии Чонг-Шик Йо (Choong-Shik Yoo), получила совершенно новый материал, имеющий сложную связанную трехмерную структуру. При этом, огромное количество механической энергии от сжатия было сохранено внутри этого материала в виде химической энергии, удерживающей молекулы вещества в его кристаллической структуре.
В дальнейшем, воздействуя на полученный материал химическим, механическим или электрическим путем можно добиться того, что кристаллическая структура материала будет упрощаться, высвобождая при этом большое количество сохраненной в нем энергии.
Более подробное описание этих исследований и достигнутых результатов было опубликовано в журнале Nature Chemistry в статье "Two- and three-dimensional extended solids and metallization of compressed XeF2".
Источник: www.dailytechinfo.org
|
