Estructura cristalina, XRD y Raman de WB6 a 165 GPa. Crédito:Nilesh P. Salke
Hexanitruro de tungsteno con hexazina N similar a un sillón 6 ring ha sido sintetizado por un grupo de científicos dirigido por el Dr. Jin Liu y su ex postdoctorado Nilesh Salke en HPSTAR (Centro de Investigación Avanzada en Ciencia y Tecnología de Alta Presión). WN 6 es un material prometedor de alta densidad energética y superduro. Sus hallazgos se publican en la edición reciente de Cartas de revisión física .
El nitrógeno diatómico es la molécula más abundante en la atmósfera terrestre y representa casi el 78% del volumen. El fuerte triple enlace del nitrógeno lo hace muy estable y no reactivo en condiciones cercanas a la ambiental. Sin embargo, bajo presión intensa y condiciones de alta temperatura, el nitrógeno se comportará de manera completamente diferente, puede formar una estructura de enlace doble o incluso simple o reaccionar con otros elementos para formar nuevos nitruros. El nitrógeno polimérico de un solo enlace o los nitruros que poseen nitrógeno de un solo enlace son de gran interés científico como material de alta densidad de energía. Y los nitruros de metales de transición son candidatos muy prometedores que podrían contener el nitrógeno plano hexazina (N 6 ) anillo que se predice que será imposible de estabilizar experimentalmente debido a la repulsión del par solitario.
El equipo creó WN 6 en una celda de yunque de diamante calentada con láser por reacción elemental entre tungsteno y nitrógeno por encima de una presión de aproximadamente 1.3 Mbar y una temperatura de ~ 3500 K.La difracción de rayos X de sincrotrón in situ (XRD) les permitió identificar la fase de hexanitruro de tungsteno, cristalizando con un novedoso sillón N 6 anillos y la medición de espectroscopía Raman de alta presión confirmó la presencia de enlaces simples N-N en N 6 anillos. Otros cálculos teóricos también apoyan sus observaciones experimentales.
"La subred de nitrógeno de hexazina similar a un sillón en el WN 6 es notable y comparable a la de las fases de nitrógeno polimérico, haciéndolo un candidato prometedor material de alta densidad de energía, "dijo el Dr. Nilesh Salke, ahora investigador postdoctoral en la Universidad de Illinois en Chicago.
Adicionalmente, WN 6 muestra una dureza Vickers de hasta 57 GPa, la dureza más alta entre todos los nitruros de metales de transición junto con una buena tenacidad. Acreditaron la ultra-rigidez de WN 6 para equilibrar la interacción atractiva de N 6 anillos con átomos de W y la interacción repulsiva de N 6 anillos entre sí basados en cálculos teóricos.
"Hasta donde sabemos, este es el primer informe experimental sobre el nitruro de metal de transición de un solo enlace, "dijo el Dr. Jin Liu, "Creemos que este trabajo estimulará más esfuerzos experimentales para sintetizar otros nitruros con estructuras novedosas, químico, y propiedades físicas ".
"Nuestra demostración experimental de estabilización de hexazina N similar a un sillón 6 suena en WN 6 allana el camino para futuros esfuerzos para estabilizar el anillo plano de hexazina, "añadió el Dr. Liu.
