Een internationaal team van wetenschappers van NUST MISIS (Rusland), Linköping University (Zweden) en University of Bayreuth (Duitsland) ontdekten dat, in strijd met de gebruikelijke fysische en chemische wetten, de structuur van sommige materialen condenseert niet bij ultrahoge drukken. Werkelijk, het vormt een poreus raamwerk gevuld met gasmoleculen. Dit gebeurde met monsters van Os, Hf, en W samengebracht met N in een diamanten aambeeld bij een druk van een miljoen atmosfeer. De ontdekking wordt beschreven in Angewandte Chemie .

"Je kunt een potlood in diamant veranderen als je er heel hard in knijpt" - dit feit dat velen van ons in de kindertijd hoorden, klonk als complete onzin. Echter, wetenschappelijke wetten maken duidelijk dat er geen wonder is:zowel potlood als diamant worden gevormd door hetzelfde chemische element, d.w.z. koolstof, die in feite onder zeer hoge druk een andere kristalstructuur vormt. Maar het is logisch:de luchtdruk in de lege ruimte tussen de atomen neemt af en het materiaal wordt dichter. Tot voor kort, deze verklaring kan op elk materiaal worden toegepast.

Het blijkt dat een aantal materialen bij ultrahoge druk poreus kunnen worden. Een dergelijke conclusie werd getrokken door een groep wetenschappers van NUST MISIS (Rusland), Universiteit van Linköping (Zweden) en Universiteit van Bayreuth (Duitsland). Het team onderzocht drie metalen (hafnium [Hf], wolfraam [W], en osmium [Os]) met toevoeging van N wanneer geplaatst in een diamanten aambeeld bij een druk van 1 miljoen atmosfeer, wat overeenkomt met een druk op een diepte van 2,5 duizend kilometer onder de grond. Wetenschappers geloven dat het de combinatie van druk en stikstof was die de vorming van een poreus raamwerk in het kristalrooster beïnvloedde.

"Stikstof zelf is vrij inert, en zonder ultrahoge druk zou het op geen enkele manier met deze metalen reageren. Materialen zonder stikstof zouden gewoon condenseren in een diamanten aambeeld. Echter, een combinatie leverde een verbluffend resultaat op:sommige stikstofatomen vormden een soort versterkend raamwerk in de materialen, waardoor de vorming van poriën in het kristalrooster. Bijgevolg, extra stikstofmoleculen kwamen de ruimte binnen, " zei professor Igor Abrikosov, hoofd van de theoretische onderzoeksgroep en NUST MISIS Laboratory for the Modelling and Development of New Materials.

Het experiment werd aanvankelijk fysiek uitgevoerd door de Zweedse en Duitse leden van de groep, en vervolgens werden de resultaten bevestigd door theoretische modellering op een NUST MISIS-supercomputer. Wetenschappers benadrukken dat het onderzoek fundamenteel is, d.w.z. materialen met dergelijke eigenschappen zijn nog niet gemaakt voor specifieke taken. Momenteel, het feit dat voorheen ondenkbare modificaties van materialen kunnen worden verkregen, is belangrijk.

Een geheel nieuwe stap zal zijn om dergelijke materialen bij normale atmosferische druk te bewaren. In een van de vorige werken wetenschappers zijn erin geslaagd een speciale modificatie van rheniumnitride te behouden. Momenteel, snelle afkoeling tot kritische lage temperaturen wordt beschouwd als een van de manieren om nieuwe materialen te stabiliseren.