Hexanitreto de tungstênio com hexazina N semelhante a braço ₆ O anel foi sintetizado por um grupo de cientistas liderado pelo Dr. Jin Liu e seu ex-pós-doutorado Nilesh Salke no HPSTAR (Centro de Pesquisa Avançada de Ciência e Tecnologia de Alta Pressão). WN ₆ é um material promissor de alta densidade de energia e superduro. Suas descobertas foram publicadas na edição recente da Cartas de revisão física .

O nitrogênio diatômico é a molécula mais abundante na atmosfera terrestre, respondendo por quase 78% do volume. A forte ligação tripla do nitrogênio o torna muito estável e não reativo em condições ambientais próximas. Contudo, sob intensa pressão e condições de alta temperatura, o nitrogênio se comportará de maneira totalmente diferente, pode formar uma estrutura de ligação dupla ou até simples ou reagir com outros elementos para formar novos nitretos. O nitrogênio polimérico de ligação simples ou nitretos possuindo nitrogênio de ligação simples são de grande interesse científico como um material de alta densidade de energia. E nitretos de metais de transição são os candidatos muito promissores que podem conter a hexazina planar de nitrogênio (N ₆ ) anel que se prevê serem impossíveis de estabilizar experimentalmente devido à repulsão do par solitário.

A equipe criou WN ₆ em uma célula de bigorna de diamante aquecida a laser por reação elementar entre tungstênio e nitrogênio acima da pressão de cerca de 1,3 Mbar e temperatura de ~ 3500 K. A difração de raios-X síncrotron in-situ (XRD) permitiu que eles identificassem a fase de hexanitreto de tungstênio, cristalizando com um novo N semelhante a uma poltrona ₆ argolas, e a medição de espectroscopia Raman de alta pressão confirmou a presença de ligações simples N-N em N ₆ argolas. Outros cálculos teóricos também apóiam suas observações experimentais.

"A sub-rede de nitrogênio hexazina semelhante a uma poltrona no WN ₆ é notável e comparável àquele nas fases de nitrogênio polimérico, tornando-o um candidato promissor de material de alta densidade de energia, "disse o Dr. Nilesh Salke, agora é um pesquisador de pós-doutorado na Universidade de Illinois em Chicago.

Adicionalmente, WN ₆ mostra uma dureza Vickers de até 57 GPa, a maior dureza entre todos os nitretos de metais de transição junto com boa tenacidade. Eles creditaram a ultra-rigidez do WN ₆ para equilibrar entre a interação atrativa de N ₆ anéis com átomos de W e a interação repulsiva de N ₆ anéis entre si com base em cálculos teóricos.

"Para nosso conhecimento, este é o primeiro relatório experimental sobre nitreto de metal de transição de ligação simples, "disse o Dr. Jin Liu, "Acreditamos que este trabalho vai estimular mais esforços experimentais para sintetizar outros nitretos com estruturas novas, químico, e propriedades físicas. "

"Nossa demonstração experimental de estabilização de hexazina N semelhante a braço ₆ anel em WN ₆ prepara o caminho para esforços futuros para estabilizar o anel hexazino planar, "acrescentou o Dr. Liu.