Des chercheurs de la Virginia Commonwealth University ont réalisé un exploit qui est une première dans les domaines de la physique et de la chimie, qui pourrait avoir de nombreuses applications.

Une équipe dans le laboratoire de Puru Jena, Doctorat., professeur distingué au Département de physique du Collège des sciences humaines, a créé la particule tri-anion la plus stable actuellement connue de la science. Une particule tri-anion est une combinaison d'atomes qui contient trois électrons de plus que de protons. Cette découverte est nouvelle car les particules tri-anions connues auparavant étaient instables en raison de leur déséquilibre numérique. Ces particules instables dissipent des électrons supplémentaires, interrompre les réactions chimiques.

Jena s'est associée à Tianshan Zhao, un étudiant diplômé du département de physique; Jian Zhou, Doctorat., un stagiaire postdoctoral; et Qian Wang, Doctorat., professeur de physique à l'université de Pékin, utiliser des calculs de mécanique quantique pour créer des modèles informatiques afin de prouver la stabilité du tri-anion BeB11(CN)12. Ce tri-anion est composé des éléments bore et béryllium et du composé chimique cyanogène.

Les travaux des chercheurs feront la couverture de Angewandte Chemie , une revue de chimie de renommée mondiale, le 17 octobre. L'article de l'équipe a été désigné article VIP par la publication, ce qui signifie qu'il est considéré parmi les cinq premiers pour cent des articles pour sa contribution à l'étude de la chimie.

"C'est très important dans ce domaine, personne n'a jamais trouvé un tel tri-anion, " dit Jena. " Non seulement il peut garder trois électrons, mais le troisième électron est extrêmement stable. Les principes directeurs que nous avons utilisés dans cet article aideront à la conception d'autres tri-anions. La question est :que faisons-nous de cette connaissance ?

Applications du monde réel

Le tri-anion peut avoir un certain nombre d'applications industrielles. Jusque là, Jena et son équipe ont émis l'hypothèse que la particule pourrait être utilisée dans la création d'une batterie à ions aluminium, qui présente des avantages distincts par rapport à la batterie lithium-ion rechargeable largement utilisée. L'aluminium est plus abondant que le lithium et est moins réactif. Lors de la réaction chimique qui alimenterait la batterie, le tri-anion rendrait la batterie conductrice en passant d'une de ses électrodes à l'autre.

Bien qu'une batterie soit la seule utilisation démontrée à ce jour, applications existantes pour d'autres particules avec un électron supplémentaire, appelés mono-anions, et deux électrons supplémentaires, appelés di-anions, montrer le potentiel du travail de Jena.

"Ces particules sont très importantes pour de nombreuses raisons. Premièrement, ils font des sels. Deuxièmement, ils sont utilisés dans toutes sortes de composés chimiques, tels que ceux des nettoyants pour sols en tant qu'agents oxydants qui tuent les bactéries, " dit Jena. " Ils sont aussi utilisés pour purifier l'air, qui est une industrie d'un milliard de dollars, et dans les améliorateurs d'humeur, similaire à ce que fait le Prozac. Les utilisations potentielles sont infinies."