Wetenschappers van NUST MISIS en collega's van de Universiteit van Bayreuth, de Universiteit van Münster (Duitsland), de Universiteit van Chicago (VS), en de Universiteit van Linköping (Zweden) hebben nitriden gemaakt, voorheen als onmogelijk te verkrijgen beschouwd, via een zeer eenvoudige methode van directe synthese. De resultaten zijn gepubliceerd in Natuurcommunicatie en Internationale editie van Angewandte Chemie .

Nitriden worden actief gebruikt in superharde coatings en elektronica. Gebruikelijk, het stikstofgehalte in deze materialen is laag, en het is daarom moeilijk om de stikstofniveaus boven de niveaus van overgangsmetalen te krijgen (aangezien de stikstofbindingen zeer energierijk zijn).

De elementen renium en ijzer, die de onderzoekers kozen voor de experimenten, karakteriseren dit probleem bijzonder goed. Als zodanig, de onderzoekers besloten om de synthese te veranderen van gewone omstandigheden op aarde naar een toestand van ultrahoge druk.

"Deze methode is een van de meest veelbelovende manieren om nieuwe hoogwaardige materialen te maken, en het biedt fantastische mogelijkheden. Er zijn bekende voorbeelden zoals kunstmatige diamanten en kubisch boornitride (CBN), die in een natuurlijke vorm hebben bestaan. Echter, we creëren bewust materialen die in de natuur onmogelijk [te maken] zijn, " zei Igor Abrikosov, hoofd van het NUST MISIS-laboratorium voor het modelleren en ontwikkelen van nieuwe materialen.

Volgens Abrikosov, de experimenten leverden vrijwel onmiddellijk resultaten op. Stikstof, samen met een overgangsmetaal, wordt in een diamanten aambeeldcel geplaatst en een eenvoudige directe synthese wordt onder hoge druk uitgevoerd.

"Rheniumnitride heeft een kenmerk van lage samendrukbaarheid, dus het heeft potentieel zeer hoge mechanische eigenschappen en het kenmerk van superhardheid - wat belangrijk is, bijvoorbeeld, bij het verbeteren van de kwaliteit van snijgereedschappen, " voegde Abrikosov eraan toe.

Abrikosov denkt dat de onderzoeksgroep later zal verduidelijken of de materialen supergeleiders of magneten zijn, en of ze geschikt zijn voor spintronica. Hun achterwaartse ketening vereist meer experimenteel onderzoek voor verdere analyse. Dit onderzoek loopt echter al, en het zal waarschijnlijk binnen het volgende jaar vruchten afwerpen. Als het onderzoeksteam de veronderstelde superhardheid van het materiaal aantoont, dan zullen we binnen vijf jaar kunnen zien dat "onmogelijke" materialen in commerciële gebieden worden gebruikt.