Un grupo de investigación internacional dirigido por científicos de la Universidad de Bayreuth ha producido un material previamente desconocido:nitruro de renio pernitruro. Gracias a la combinación de propiedades que antes se consideraban incompatibles, parece que se convertirá en muy atractivo para las aplicaciones tecnológicas. En efecto, es un conductor metálico superduro que puede soportar presiones extremadamente altas como un diamante. Un proceso ahora desarrollado en Bayreuth abre la posibilidad de producir pernitruro de nitruro de renio y otros materiales de interés tecnológico en cantidad suficientemente grande para caracterizar sus propiedades. Los nuevos hallazgos se presentan en Comunicaciones de la naturaleza .

La posibilidad de encontrar un compuesto que fuera conductor metálico, súper duro, y ultra-incompresible se consideró durante mucho tiempo improbable en la ciencia. Se creía que estas propiedades no podían ocurrir simultáneamente en el mismo material y, por lo tanto, eran incompatibles. Pero este prejuicio ha sido refutado rotundamente por el trabajo de investigación ahora publicado, que ha pasado por dos etapas de desarrollo en Hamburgo y Bayreuth:

Inicialmente, los científicos sintetizaron el pernitruro de nitruro de renio en experimentos de alta presión en un laboratorio de la Universidad de Bayreuth, y posteriormente lo caracterizó química y estructuralmente en el Sincrotrón de Electrones Alemán (DESY). Bajo una presión de compresión de 40 a 90 gigapascales, Se produjeron pequeñas cantidades de este material en una celda de yunque de diamante. Re ₂ (NORTE ₂ )(NORTE) ₂ es su fórmula química. "La estructura cristalina que descubrimos en la instalación de rayos X de sincrotrón PETRA III de Hamburgo nos sorprendió mucho:contiene átomos de nitrógeno individuales y pesas de nitrógeno N-N, en el que dos átomos de nitrógeno están fuertemente unidos entre sí. Esta estructura interna obviamente crea una resistencia muy alta a la presión que actúa sobre los cristales desde el exterior:el pernitruro de nitruro de renio es ultra-incompresible, "dice el Dr. Maxim Bykov, Investigador postdoctoral en el Instituto Bávaro de Investigación de Geoquímica y Geofísica Experimental (BGI) de la Universidad de Bayreuth.

Aquí en BGI fue posible posteriormente producir el nuevo material en una prensa de gran volumen a una presión significativamente menor (33 gigapascales). "Las aplicaciones de la tecnología de prensa de gran volumen para la síntesis de materiales son de gran importancia para la ciencia de los materiales, ", enfatiza el Prof. Dr. Tomoo Katsura del Instituto Geo de Baviera. En el corazón del nuevo proceso se encuentra una reacción de renio con azida de amonio. El pernitruro de nitruro de renio sintetizado de esta manera puede investigarse en condiciones ambientales. Y el proceso puede ser utilizado para la síntesis de otros nitruros, en particular nitruros de metales de transición, que también podría tener propiedades tecnológicamente importantes. Por lo tanto, esta investigación muestra de manera ejemplar la innovación que puede surgir de la investigación de alta presión en la ciencia de los materiales. "Aunque el ámbito de aplicación exacto del nuevo material aún es difícil de comprender, Su excepcional combinación de propiedades físicas convierte al nitruro de renio en un material que puede ayudar a afrontar los retos tecnológicos del futuro. "explica la Prof. Dra. Natalia Dubrovinskaia del Laboratorio de Cristalografía de la Universidad de Bayreuth.

"¿Qué es importante sobre nuestro nuevo estudio, sin embargo, no son solo los resultados como tales, o las aplicaciones tecnológicas que puedan surgir algún día. Lo que es particularmente emocionante es que el desarrollo y la síntesis del nuevo material contradice y refuta claramente puntos de vista anteriores que estaban firmemente establecidos en la ciencia de los materiales. Hemos logrado hacer algo que, según predicciones anteriores, no debería haber sido posible en absoluto. Esto debería estimular y fomentar un mayor trabajo teórico y experimental en el campo de la síntesis de materiales a alta presión, "explica el Prof. Dr. Leonid Dubrovinsky del Bavarian Geo Institute, quien coordinó el trabajo de investigación internacional junto con la Prof. Dra. Natalia Dubrovinskaia.