Ett internationellt team av forskare från NUST MISIS (Ryssland), Linköpings universitet (Sverige) och University of Bayreuth (Tyskland) fann att, i strid med de vanliga fysikaliska och kemiska lagarna, strukturen hos vissa material kondenserar inte vid ultrahöga tryck. Faktiskt, den bildar en porös ram fylld med gasmolekyler. Detta hände med prover av Os, Hf, och W tillsammans med N i ett diamantstäd vid ett tryck av en miljon atmosfärer. Upptäckten beskrivs i Angewandte Chemie .

"Du kan förvandla en blyertsledning till diamant om du klämmer mycket hårt" - detta faktum som många av oss hörde i barndomen lät som fullständigt nonsens. Dock, vetenskapliga lagar gör det klart att det inte finns något mirakel:både blyertspenna och diamant bildas av samma kemiska element, dvs kol, som faktiskt bildar en annan kristallstruktur under mycket högt tryck. Men det är vettigt:lufttrycket i det tomma utrymmet mellan atomer minskar och materialet blir tätare. Tills nyligen, detta uttalande kan tillämpas på vilket material som helst.

Det visar sig att ett antal material kan bli porösa vid extremt högt tryck. En sådan slutsats gjordes av en grupp forskare från NUST MISIS (Ryssland), Linköpings universitet (Sverige) och universitetet i Bayreuth (Tyskland). Teamet undersökte tre metaller (hafnium [Hf], volfram [W], och osmium [Os]) med en tillsats av N när den placeras i ett diamantstäd vid ett tryck av 1 miljon atmosfär, vilket motsvarar ett tryck på ett djup av 2,5 tusen kilometer under jorden. Forskare tror att det var kombinationen av tryck och kväve som påverkade bildandet av en porös ram i kristallgitteret.

"Kvävet i sig är ganska inert, och utan ultrahögt tryck skulle det inte reagera med dessa metaller på något sätt. Material utan kväve skulle helt enkelt kondensera i ett diamantstäd. Dock, en kombination gav ett fantastiskt resultat:några av kväveatomerna bildade en slags förstärkande ram i materialen, tillåter bildandet av porer i kristallgitteret. Följaktligen, ytterligare kvävemolekyler kom in i rymden, "sade professor Igor Abrikosov, chef för den teoretiska forskargruppen och NUST MISIS -laboratoriet för modellering och utveckling av nya material.

Experimentet genomfördes ursprungligen fysiskt av de svenska och tyska medlemmarna i gruppen, och sedan bekräftades dess resultat genom teoretisk modellering på en NUST MISIS superdator. Forskare betonar att forskningen är grundläggande, dvs. material med sådana egenskaper har ännu inte skapats för specifika uppgifter. Just nu, just det faktum att tidigare otänkbara modifieringar av material kan erhållas är viktigt.

Ett helt nytt steg blir att bevara sådana material vid normalt atmosfärstryck. I ett av de tidigare verken, forskare lyckades bevara en särskild modifiering av rheniumnitrid. För närvarande, snabb kylning till kritiska låga temperaturer anses vara ett av sätten att stabilisera nya material.