Физики нашли кристалл с «химической» отрицательной сжимаемостью — Naked Science
08.09.2016
Редакция

Физики нашли кристалл с «химической» отрицательной сжимаемостью

Физики из Польской академии наук обнаружили первый материал с отрицательной линейной сжимаемостью, которая обеспечена химическими реакциями внутри его объема. Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports.

dac_diamonds
©Wikipedia

Отрицательная линейная сжимаемость — механическое явление, характерное для некоторых кристаллических веществ. Оно заключается в том, что при равномерном сдавливании расширение материала происходит не во всех направлениях против приложенной силы, но в одном или двух, при этом в другом происходит сжимание. Как правило, увеличение размеров вещества в этом случае незначительно — около 1 процентного пункта (п. п.). В новой работе ученые открыли материал с отрицательной линейной сжимаемостью, увеличение размера которого при сдавливании достигает 10 п. п.

 

Им оказался натрий-амидоборан (NaNH2BH3) — прозрачное кристаллическое соединение с ромбической сингонией. В эксперименте авторы поместили микрометровый образец материала в ячейку с алмазными наковальнями, рассчитанную на давление в пределах до нескольких миллионов атмосфер. Затем к нему применялось гидростатическое давление, уровень которого измерялся с помощью расположенного рядом рубина. Изменение уровня давления влияло на флуоресценцию рубина, таким образом, он выполнял функцию манометра.

 

Резкое однонаправленное расширение натрий-амидоборона произошло при давлении около 30 тысяч атмосфер. При этом рамановская спектроскопия показала, что увеличение обусловлено химическими реакциями. В частности, в основе явления лежало удлинение химических связей между азотом, водородом и бором в результате формирования новых водородных связей между молекулами кристалла. Прежде отрицательная сжимаемость связывалась только с геометрическими свойствами — с перемещением элементов кристаллов в разных направлениях.

 

Как отметил соавтор работы Тарас Паласюк, открытие может стимулировать дальнейшие исследования материалов с отрицательной линейной сжимаемостью. В свою очередь характеристики найтри-амидобороана позволяют использовать его, например, как элемент датчиков порогового давления. Такие устройства применяются в промышленности при уровне давления до 300 тысяч атмосфер. Также материал может быть полезен при изготовлении активных бронежилетов, которые при столкновении со снарядом повторяли бы механику подушки безопасности.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 17:42
Мария Азарова

Генеральный конструктор «Энергии» и руководитель полета российского сегмента МКС Владимир Соловьев назвал причину незапланированного включения двигателей нового модуля «Наука», из-за которого станцию развернуло на 45 градусов.

Вчера, 18:00
Сколтех

Исследователи Сколтеха и их коллеги изучили самый продолжительный на сегодня случай заболевания Covid-19 у пациентки с ослабленным иммунитетом, которая болела 318 дней. Исследование позволило выявить мутации, которые помогают коронавирусу SARS-CoV-2 избегать клеточного иммунитета.

Вчера, 21:09
Илья Ведмеденко

Российские специалисты разрабатывают четырехдвигательную версию пассажирского Ил-114. Это позволит повысить дальность и грузоподъемность крылатой машины.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

27 июля
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: