Het zeldzame element beryllium is vooral bekend als bestanddeel van smaragden, aquamarijnen, en andere edelstenen. Echter, in Natuurcommunicatie , een internationaal team van wetenschappers van de Universiteit van Bayreuth rapporteert nu over een zeer ongebruikelijke ontdekking:onder druk 880, 000 keer hoger dan de druk van de aardatmosfeer, berylliumatomen in een fosfaatkristal omringen zich met zes naburige atomen in plaats van de gebruikelijke vier. Werkelijk, deze kristalstructuur werd vijf decennia geleden theoretisch voorspeld, maar pas tijdens hogedrukexperimenten in het Deutsches Elektronensynchrotron (DESY) in Hamburg is het nu voor het eerst waargenomen.

Prof. Dr. Leonid Dubrovinsky en Dr. Maxim Bykov van het Beierse Geo-instituut waren betrokken bij het onderzoekswerk van de Universiteit van Bayreuth, net als Georgios Aprilis en Dr. Anna Pakhomova van de werkgroep voor materiaalfysica en technologie onder extreme omstandigheden in het laboratorium voor kristallografie.

Oorspronkelijk, de wetenschap achtte het onmogelijk dat berylliumatomen in kristallen meer dan vier naburige atomen hebben. Dit leek lange tijd onverenigbaar met de kristalchemische wetten. "Maar ongeveer 50 jaar geleden, theoretici suggereerden dat hogere coördinatie mogelijk zou kunnen zijn, hoewel deze sindsdien hardnekkig aan experimentele bevestiging in anorganische verbindingen zijn ontsnapt, " meldt Dr. Anna Pakhomova, een beamline-wetenschapper bij DESY en een postdoctoraal onderzoeker die een habilitatiescriptie voorbereidt aan de Bayreuth University.

Hogedrukexperimenten bij DESY's röntgenlichtbron PETRA III hebben voor het eerst empirisch bewijs mogelijk gemaakt. De onderzoekers onderzochten monsters van het fosfaatkristal hurlbutiet, een zeldzaam mineraal bestaande uit calcium, beryllium, fosfor en zuurstof (CaBe ₂ P ₂ O ₈ ), die van nature op het aardoppervlak voorkomt. Onder normale omgevingsomstandigheden, elk berylliumatoom heeft slechts vier zuurstofatomen als buren. op 700, 000 keer atmosferische druk, echter, de kristalstructuur verandert zo fundamenteel dat berylliumatomen een vijfde buur krijgen. In de tussentijd, een atmosferische druk 880, 000 keer dat op zeeniveau genereert nieuwe structurele veranderingen die aanleiding geven tot zelfs een zesde buur.

"Hoewel er momenteel geen technologische toepassingen zijn voor de nieuwe kristallen, ze verbreden de horizon van de materiaalwetenschap. Ze laten ons zien dat er geen onherroepelijke chemische zekerheden kunnen worden afgeleid uit normale omstandigheden op het aardoppervlak. Extreme omstandigheden en zeldzame verschijnselen, die we alleen kunnen creëren en observeren in het laboratorium met behulp van geavanceerde technologie, zijn eigenlijk normaal op veel plaatsen in het universum, " zegt prof. dr. Leonid Dubrovinsky.