26.07.2018

Учёные создали «невозможные» нитриды простым способом

Учёные Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» совместно с коллегами из германских Байройтского (нем. Universitat Bayreuth) и Мюнстерского (нем. Westfalische Wilhelms-Universitat) университетов, Чикагского университета (University of Chicago), и шведского Линчёпингского университета (швед. Linkopings universitet, LiU) создали материалы-нитриды, получить которые ранее считалось невозможным. Более того, показали, что для этого требуется весьма простой способ прямого синтеза.

Статьи об исследовании опубликованы в журналах Nature Communications и Angewandte Chemie International Edition.

Нитриды активно используют для создания сверхтвёрдых покрытий и в электронике. Обычно содержание азота в этих материалах невысоко, а превысить его по сравнению с содержанием переходного металла — затруднительно (поскольку азотные связи слишком высокоэнергетические).

Особенно этим отличаются соединения рения и железа, которые и выбрали для опытов авторы исследования. Они решили вывести синтез из обычных земных условий в условия сверхвысоких давлений.

«Такой способ — один из наиболее перспективных путей создания качественно новых материалов, открывающий фантастические возможности. Есть известные примеры: искусственный алмаз, кубический нитрид Бора, — комментирует профессор Игорь Абрикосов. — Но они существовали в природной форме. А вот идея сознательно создать невозможные в природе материалы — наше ноу-хау».

По его словам, эксперименты почти сразу дали результат. Азот с переходным металлом помещается в алмазную наковальню, и при высоких давлениях проводится прямой синтез (без прекурсоров).

«Нитрид рения показывает свойство низкой сжимаемости, потенциально имеет очень высокие механические характеристики и свойство сверхтвёрдости — это важно, например, для улучшения качества режущих инструментов», — рассказывает Игорь Абрикосов.

Свойства полученных материалов предстоит выяснить — являются ли они сверхпроводниками или магнитами, пригодны ли для спинтроники.

Обратный вывод полученных под давлением материалов в земные условия не так прост, как хотелось бы. Потребуются более серьёзные экспериментальные установки, работа над которыми уже ведётся.

О результатах экспериментов, вероятно, мы услышим в течение года.

Игорь Абрикосов считает, что если коллектив докажет предполагаемую сверхтвёрдость — в течение 5 лет мы увидим «невозможные» материалы уже в коммерческом поле.

Источники:

1. 22century.ru