_ O inserție universală a diferitelor molecule în cristale ionice sub presiune ridicată

17:58 2024-03-15 science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu

_ O inserție universală a diferitelor molecule în cristale ionice sub presiune înaltă

O echipă internațională a dezvăluit o tendință universală surprinzătoare de a forma compuși hibrizi stabili la presiuni înalte.

Materiale hibride, care constau din componente anorganice și molecule mici. (SM), au câștigat o atenție intensă datorită structurii lor chimice unice, proprietăților fizice și aplicațiilor potențiale. Cu toate acestea, aceste caracteristici unice impun, de asemenea, provocări asupra sintezei materialelor, caracterizării și înțelegerii fundamentale a comportamentului lor chimic. Presiunea ridicată s-a dovedit a fi un instrument puternic pentru sintetizarea de noi materiale.

În aceste condiții, proprietățile chimice ale elementelor și forțele legăturilor homonucleare și heteronucleare se pot schimba drastic, ducând la formarea multor atipice. compuși cu compoziții și structuri non-intuitive.

Echipa a combinat simulări de căutare a structurii cristaline bazate pe algoritmul de inteligență roi așa cum este implementat în programul CALYPSO și calcule ab initio de energie totală și forță pentru a investiga sistematic reactivitatea a multor molecule legate covalent, cum ar fi H2, H2O, NH3, CH4 și CO2 cu NaCl, un prototip de compus solid ionic.

Calculele arată că aceste molecule, în ciuda faptului că sunt homonucleare sau heteronucleare, polare sau nepolare, mici sau mari, pot reacționa cu NaCl și pot forma compuși stabili termodinamic la presiuni ridicate. În mod surprinzător, aceste molecule se prezintă ca unități inserate și își mențin integritatea chimică în noii compuși hibrizi.

Ele nu prezintă interacțiuni chimice puternice cu ionii de Na și Cl din jur, în ciuda faptului că unele dintre molecule sunt chimic foarte activ. În schimb, cea mai stabilă moleculă dintre toate exemplele studiate, N2, se transformă în anioni ciclo-N5- în timp ce reacţionează cu NaCl la presiuni ridicate. Oferă o nouă cale de sinteză a pentazolaților, care sunt materiale promițătoare de energie verde cu densitate mare de energie.

Pe lângă faptul că oferă o nouă rută pentru obținerea de noi materiale hibride, această investigație oferă și informații cheie pentru înțelegerea interiorului. structura și dinamica multor planete gigantice. Aceste planete constau atât din molecule legate covalent, cât și din minerale în stare solidă, separate în straturi diferite cu regiuni dispersive mari. Interacțiunile chimice dintre compozițiile lor moleculare și cele în stare solidă determină structura și dinamica acestora.

Studiul este publicat în revista National Science Review.

Echipa de cercetare a inclus prof. Feng Peng de la Universitatea Normală Luoyang, prof. Yanming Ma și Hanyu Liu de la Universitatea Jilin, Prof. Chris Pickard de la Universitatea Cambridge și Prof. Maosheng Miao de la California State. Universitatea Northridge

(Fluierul)