"חנקן שחור" עם פרוספקטים של גרפן שנוצרו במעבדה

היום אנו עדים לאופן שבו מנסים מדענים ליישם את התכונות הנפלאות של החומר גרפן המסונתז יחסית לאחרונה. עתה הובטחו סיכויים דומים מסונתז במעבדה, חומר מבוסס חנקן שתכונותיו מרמזות על אפשרות של מוליכות גבוהה או צפיפות אגירת אנרגיה גבוהה.

התגלית נעשתה על ידי קבוצה בינלאומית של מדענים מאוניברסיטת ביירוית בגרמניה. על פי חוקי הכימיה והפיזיקה, יסוד כימי אחד יכול להתקיים בצורה של כמה חומרים פשוטים שונים. לדוגמה, ניתן להמיר חמצן (O2) לאוזון (O3), ופחמן לגרפיט או יהלום. סוגים כאלה של קיום של אותו יסוד נקראים אלוטרופים. הבעיה עם חנקן הייתה שיש מעט יחסית מהאלוטרופים שלו - כ-15, ורק שלושה מהם הם שינויים בפולימר. אך כעת נמצא אלוטרופי פולימרי נוסף של החומר הזה, הנקרא "חנקן שחור".

"חנקן שחור" הופק באמצעות סדן יהלום בלחץ של 1,4 מיליון אטמוספרות בטמפרטורה של 4000 מעלות צלזיוס. בתנאים כאלה, חנקן רכש מבנה חסר תקדים עד כה - סריג הגביש שלו החל להידמות לסריג הגבישי של זרחן שחור, מה שהוביל לכינוי המצב שנוצר "חנקן שחור". במצב זה, לחנקן יש מבנה דו מימדי, אם כי מזגזג. הדו-ממדיות מרמזת שמוליכות החנקן במצב זה עשויה לשחזר במידת מה את תכונות הגרפן, מה שיכול להיות שימושי בעת שימוש בחומר באלקטרוניקה.

בנוסף, במצב החדש, אטומי החנקן מחוברים בקשרים בודדים, שחלשים פי שישה מהקשר המשולש, כפי שקורה בחנקן אטמוספרי רגיל (N2). המשמעות היא שהחזרת ה"חנקן השחור" למצבו הרגיל תלווה בשחרור אנרגיה משמעותית, וזו הדרך לתאי דלק או דלק. אבל כל זה עוד לפנינו, ועד כה לא נעשה אפילו צעד בדרך הזו, אלא רק - הם הביטו דרך חור המנעול וראו משהו.

מקור: 3dnews.ru