Синтез алмазоподобного азота

20.10.2024

Ученые из Китайской академии наук под руководством профессора Сяньлун Вана сделали важное открытие в области материаловедения, успешно синтезировав кубический гетерогенный азот (cg-N) при атмосферном давлении. Этот материал привлекает внимание своими уникальными свойствами и возможностью создания высокоэнергетических материалов, что может иметь значительное практическое применение в будущем.

Cg-N представляет собой чистый азот, в котором атомы связаны одинарными связями NN, что делает его структуру схожей с алмазной решеткой. Это означает, что данный материал обладает высокой плотностью энергии, что делает его крайне перспективным для использования в энергетике и других высокотехнологичных отраслях. При разложении cg-N образуется только газообразный азот, что является важным экологическим преимуществом этого материала.

Долгое время создание cg-N при нормальных условиях давления оставалось сложной задачей. Однако ученым удалось преодолеть этот барьер благодаря использованию метода химического плазменного осаждения из газовой фазы (PECVD). Для синтеза был выбран азид калия (KN3), который отличается меньшей токсичностью и взрывоопасностью по сравнению с другими прекурсорами. Благодаря способности калия переносить электроны, исследователи смогли создать стабильную структуру cg-N без использования дополнительных стабилизирующих материалов, таких как углеродные нанотрубки.

Стабильность cg-N при различных температурах и давлениях была одной из главных задач исследования. С 2020 года группа ученых использовала вычислительные методы для моделирования поведения cg-N в условиях низкого давления. Результаты показали, что нестабильность на поверхности материала может вызывать его разложение при низких давлениях. Однако насыщение поверхностных связей и перенос заряда позволили стабилизировать структуру до 750 K при атмосферном давлении, что стало важным шагом в синтезе материала.

В ходе экспериментов, проведенных с использованием метода термогравиметрической дифференциальной сканирующей калориметрии (TG-DSC), было подтверждено, что синтезированный cg-N обладает термической стабильностью до 760 K. Это открывает возможности для использования материала в более экстремальных условиях. При этом разложение cg-N происходит быстро и интенсивно, что подтверждает его высокую энергетическую плотность.

Новое исследование предлагает удобный и эффективный способ синтеза cg-N при атмосферном давлении, что ранее считалось сложной задачей. Это открытие не только расширяет наши знания о материалах с высокой энергетической плотностью, но и предоставляет новые перспективы для разработки безопасных и экологичных материалов будущего.

Материалы, подобные cg-N, могут найти применение в широком спектре областей - от энергетики до оборонной промышленности. Ученые продолжают изучать свойства этого уникального материала, и в будущем это может привести к созданию новых поколений энергоемких устройств и технологий.

<< Назад: Белый шум как стимулятор роста почвенного грибка 20.10.2024

>> Вперед: Генетика и рост ребенка 19.10.2024

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

LG и Prime Video: студияная версия кинематографа 31.07.2026

Современные телевизоры предлагают множество режимов изображения, которые автоматически корректируют цвета, контраст и резкость. Однако создатели фильмов часто жалуются, что дополнительная обработка искажает их замысел. Новая функция, появившаяся на телевизорах LG, пытается решить эту проблему, передавая контроль над настройками непосредственно студии. LG и Prime Video запустили режим "Оригинал автора" - первую настройку изображения, которой управляет сама студия. Он доступен только на OLED evo 2026 модельного года. LG Electronics и Prime Video объявили о совместной инициативе, приуроченной к стриминговой премьере фильма "Властелины Вселенной". В рамках сотрудничества на телевизорах компании появились две новые функции - режим изображения "Оригинал автора" и голосовая команда для пульта Magic Remote. Ключевая новинка - режим "Оригинал автора", который в LG называют первым в области настройки изображения для стримингового контента. Его отличие от распространенного FILMMAKER MODE за ...>>

Астронавты на Марсе не смогут выжить даже в скафандрах 30.07.2026

Высадка людей на Марс остается одной из самых амбициозных целей космических агентств. Красная планета лишена пригодной для дыхания атмосферы и подвергается высокому уровню солнечной радиации, поэтому астронавты смогут находиться на ее поверхности только в специальных скафандрах. Однако новые исследования показывают, что даже самые современные космические костюмы могут оказаться непригодными для работы в условиях марсианской гравитации. По результатам испытаний стало ясно, что новые скафандры NASA не подходят для использования астронавтами на Красной планете. На Марсе отсутствует воздух, пригодный для дыхания, а также наблюдается высокий уровень солнечной радиации. Это лишь некоторые из многих факторов, которые усложнят нахождение людей на поверхности. Современные скафандры не рассчитаны на марсианскую гравитацию, составляющую примерно 38 процентов земной. Новейшее поколение костюмов просто слишком тяжелое для использования на Марсе, пишет Phys. Новая серия скафандров, которую раз ...>>

Случайная новость из Архива Плазма идет на взлет 23.07.2005 После прошлогоднего кризиса, вызванного переизбытком продукции и низким спросом, у изготовителей плазменных панелей снова появился повод пить шампанское. За считанные месяцы кризис полностью миновал. "В то время как в прошлом году мы испытывали дефицит в заинтересованных клиентах, сейчас заказы намного превышают возможности нашего производства", - сказал Рю Джахва (Ryu Jaehwa), исполнительный директор LG Electronics, - "Мы не смогли выполнить около 10% заказов". Samsung SDI, самый крупный в мире производитель ПП, тоже не справляется с возросшими требованиями заказчиков. Согласно источнику в Samsung, мировое потребление плазменных панелей выросло за последний квартал на 20%, что составило 1,4 миллиона единиц.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026