Российские ученые отыщи идеальную взрывчатку
Химики обнаружили необычные с точки зрения нынешней химии вещества
Безусловно, самым идеальным взрывчатым веществом мог бы быть незапятнанный полимерный азот безо всяких соединений, но его получение спрашивает огромных давлений.
Данная работа показывает, что азот может полимеризоваться (превращаться в высокомолекулярное вещество) при гораздо меньших давлениях в наличье ионов металлов, что открывает возможности создания новых материалов.
Самая любопытная находка исследователей — химическое соединение с формулой HfN10 (см. рисунок). То кушать на один атом гафния в таком соединении приходится 10 атомов азота, и структура, с точки зрения химии, выглядит весьма экзотично: атомы гафния находятся между бесконечными цепочками из атомов азота. Такая структура образуется при сравнительно небольшом давлении: в случае гафния оно равно 0.23 Мбар. По словам профессора Артёма Оганова, «эта находка возвращает к одному из Святых Граалей в материаловедении, розыску полимерного азота, идеального высокоэнергетического материала».
Всё дело в том, что все неплохие взрывчатые вещества содержат азот: при взрыве атомы азота соединяются в необыкновенно устойчивую молекулу N2, и выделяется большое количество энергии. Чем вяще атомов азота в химическом соединении и чем больше необычных связей у них товарищ с другом или другими атомами, тем больше энергии будет выделяться при взрыве. Впервые полимерная фаза незапятнанного азота была предсказана американским учёным Кристианом Мейо начине 90-х годов, в 2004 году она была получена экспериментально российским учёным Михаилом Еремцом при давлениях свыше миллиона атмосфер, что целиком исключает его практическое применение. С тех пор учёные неоднократно задавались проблемой о том, возможно ли как-то снизить давление полимеризации азота.
— Давление, при каком можно синтезировать высокоэнергетический HfN10, в 5 раз ниже давления, при каком был получен чистый полимерный азот, — говорит Артём Оганов. — В сочетании с иными элементами азот может полимеризоваться при ещё меньших давлениях: полинитрид хромонога CrN4 можно получать при чуть меньших давлениях, и это едва ли предел. Химики давным-давно мечтают о синтезе полимерного азота в больших количествах. Мы предложили класс соединений, какой эту мечту может реализовать».
