Uma equipe internacional de cientistas da NUST MISIS (Rússia), A Linköping University (Suécia) e a University of Bayreuth (Alemanha) descobriram que, contrário às leis físicas e químicas usuais, a estrutura de alguns materiais não condensa em pressões ultra-altas. Na realidade, ele forma uma estrutura porosa cheia de moléculas de gás. Isso aconteceu com amostras de Os, Hf, e W colocado junto com N em uma bigorna de diamante a uma pressão de um milhão de atmosferas. A descoberta é descrita em Angewandte Chemie .

"Você pode transformar a grafite de um lápis em diamante se apertar com muita força" - esse fato ouvido por muitos de nós na infância parecia um disparate completo. Contudo, as leis da ciência deixam claro que não há milagre:tanto a grafite quanto o diamante são formados pelo mesmo elemento químico, ou seja, carbono, que na verdade forma uma estrutura cristalina diferente sob pressão muito alta. Mas faz sentido:a pressão do ar no espaço vazio entre os átomos diminui e o material se torna mais denso. Até recentemente, esta declaração pode ser aplicada a qualquer material.

Acontece que vários materiais podem se tornar porosos sob pressão ultra-alta. Tal conclusão foi feita por um grupo de cientistas da NUST MISIS (Rússia), Linköping University (Suécia) e University of Bayreuth (Alemanha). A equipe examinou três metais (háfnio [Hf], tungstênio [W], e ósmio [Os]) com adição de N quando colocado em uma bigorna de diamante a uma pressão de 1 milhão de atmosferas, o que corresponde a uma pressão a uma profundidade de 2,5 mil quilômetros no subsolo. Os cientistas acreditam que foi a combinação de pressão e nitrogênio que influenciou a formação de uma estrutura porosa na rede cristalina.

"O nitrogênio em si é bastante inerte, e sem pressão ultra-alta ele não reagiria com esses metais de forma alguma. Materiais sem nitrogênio simplesmente se condensariam em uma bigorna de diamante. Contudo, uma combinação produziu um resultado surpreendente:alguns dos átomos de nitrogênio formaram uma espécie de estrutura de reforço nos materiais, permitindo a formação de poros na rede cristalina. Consequentemente, moléculas de nitrogênio adicionais entraram no espaço, "disse o professor Igor Abrikosov, chefe do grupo de pesquisa teórica e do Laboratório NUST MISIS de Modelagem e Desenvolvimento de Novos Materiais.

O experimento foi inicialmente conduzido fisicamente pelos membros suecos e alemães do grupo, e então seus resultados foram confirmados por modelagem teórica em um supercomputador NUST MISIS. Cientistas enfatizam que a pesquisa é fundamental, ou seja, materiais com tais propriedades ainda não foram criados para tarefas específicas. No momento, o próprio fato de que modificações de materiais anteriormente impensáveis ​​podem ser obtidas é importante.

Todo um novo passo será preservar esses materiais à pressão atmosférica normal. Em um dos trabalhos anteriores, os cientistas conseguiram preservar uma modificação especial do nitreto de rênio. Atualmente, o resfriamento rápido a baixas temperaturas críticas é considerado uma das maneiras de estabilizar novos materiais.