Не так давно, группе ученых из Отдела химии Кельнского университета и университета Байройта удалось значительно раздвинуть границы в области исследований материалов при высокой температуре и чрезвычайно высоком давлении. Они провели ряд экспериментов, во время которых на материалы оказывалось давление свыше одного терапаскаля (1000 гигапаскалей). Это уровень давления, существующего в центре некоторых планет типа Урана, и это более чем в три раза выше, чем давление в центре Земли.

На страницах нашего сайта мы уже неоднократно рассказывали нашим читателям об различных экспериментах и исследованиях с применением высокого давления. Однако, уровень давления в таких экспериментах не превышал отметки в 200 — 350 гигапаскалей, чего явно недостаточно для изучения некоторых экзотических состояний материи.

«Метод, который мы разработали, использует двухступенчатую систему алмазных наковален, что позволяет достичь уровня давления выше терапаскаля» — пишут исследователи, — «Некоторые уловки, которые мы использовали, позволяют нам синтезировать новые материалы, и одновременно исследовать свойства и структуры этих материалов, которые могут быть использованы в инновационных технологиях».

Первым экспериментом стало изучение и визуализация превращений соединений азота и рения под увеличивающимся давлением и нагревом при помощи лазерных лучей. Исходными материалами являлись нитрид рения (Re7N3) и некоторые типы экзотических сплавов рения и азота. А все химические и структурные превращения отслеживались при помощи рентгеновской дифракционной кристаллографии за счет излучения, вырабатываемого специальным кристаллическим синхротроном.

«Система рений-азот полна химических неожиданностей. Она привлекла наше внимание еще 10 лет назад, когда мы произвели необычный пористый материал ReN10 при давлении в один миллион атмосфер. Позже мы получили сверхтвердый металлический материал ReN2, который мог противостоять даже чрезвычайно высокому уровню сжатия» — пишут исследователи, — «Эксперименты при давлении в терапаскаль позволили нам завершить весь цикл и получить полную картину химических и физических преобразований в системе Re-N при чрезвычайных условиях».

«Применяя все те же самые методы в будущем, мы сможем делать новые удивительные открытия» — пишут исследователи, — «Мы сможем производить, изучать и визуализировать неожиданные кристаллические структуры, возникающие лишь при экстремальном давлении».

Ключевые слова:
Алмаз, Наковальня, Давление, Терапаскаль, Рений, Азот, Структура, Кристалл, материал

Первоисточник

Другие новости по теме:

Материалы по теме:

Ученые обнаружили летающие скирмионы

Топологическая оптика и топологическая фотоника стали "горячими" областями науки с 1980-х годов после того, как были открыты сингулярности в магнитных полях. А относительно недавняя ...

COBOD BOD 2 — самый быстрый в мире строительный 3D-принтер

За несколько последних лет технологии строительной трехмерной печати перестали быть чем-то диковинным, однако, и широкого применения они еще не получили в силу ряда очевидных ...

Ученые CERN определили, что антиматерия взаимодействует с гравитацией и падает вниз подобно обычной материи

Ученые-физики из Европейской организации ядерных исследований CERN провели ряд исследований и определили, что антиматерия взаимодействует с гравитацией, подобно обычной материи, и падает в "правильном" ...

Получена новая форма стекла, прочность которой превосходит прочность алмаза

Группа китайских ученых получила новую форму стекла, прочность которой превосходит прочность алмаза. Напомним нашим читателям, что алмаз - это один из самых твердых материалов ...

Ученым удалось получить совершенно новую и весьма странную форму кремния

Кремний является химическим элементом, жизненно важным для области электроники, информационных, коммуникационных и других технологий, являющихся основой "цифровой стороны" нашего современного мира. Это, в свою ...