Dans une étude récente publiée dans Nature Chemistry , les scientifiques ont rapporté la synthèse d'un nouveau nitrure avec un lustre métallique et des anneaux d'hexazazine, résultat d'un effort de six ans dans la science des hautes pressions.

C'est la première fois qu'un N₆ planaire ^2- , un nitrure d'hexazazine dianionique, a été obtenu lors d'une expérience en laboratoire. De plus, la structure est restée relativement stable à des pressions descendant jusqu'à 20 GPa.

Les composés riches en azote ont attiré une grande attention en raison de leur grand potentiel en tant que matériaux à haute densité d'énergie (HEDM) capables de stocker et de libérer d'énormes quantités d'énergie. Cependant, très peu de composés azotés ont été synthétisés jusqu'à présent par rapport au nombre prédit théoriquement par le calcul et la modélisation.

"Les liaisons N-N d'ordre inférieur sont difficiles à maintenir stables à basse pression", a déclaré le Dr Wang Yu, auteur principal de l'étude et chercheur aux Instituts Hefei des sciences physiques de l'Académie chinoise des sciences. Selon Wang, c'est pourquoi il est si difficile de synthétiser des composés azotés en laboratoire.

Dans des études précédentes, Wang et ses collègues ont appris que l'azote diatomique moléculaire peut être converti en un solide atomique avec une structure cristalline cubique gauche (cg-N) dans une enclume de diamant à des pressions extrêmes allant jusqu'à 110 GPa et 2 500 K. résultat inspiré de la synthèse de matériaux polynitrures à haute pression et haute température, y compris les résultats de leurs expériences.

Cependant, comment maintenir la stabilité des composés et restaurer les espèces dans des conditions pratiques reste un défi.

Dans l'étude actuelle, les chercheurs ont décidé d'utiliser des métaux alcalins dont il a été démontré qu'ils réduisaient la pression requise pour la synthèse, améliorant ainsi la stabilité et la densité d'énergie des composés HEDM potentiels.

Les scientifiques avaient également appris que l'utilisation de N₃ linéaire ^- groupes en tant que précurseurs non seulement réduit considérablement la barrière d'activation, mais fournit également un environnement de réaction plus uniforme.

Les chercheurs ont donc commencé leur synthèse en utilisant des métaux alcalins et du N₃ linéaire ^- azides. Ils ont commencé par étudier l'azoture de potassium (KN₃ ), qu'ils ont placé dans une chambre à enclume en diamant utilisée pour la diffraction des rayons X et les expériences Raman.

Par essais et erreurs, les scientifiques ont synthétisé le N₆ ^2- avion en laboratoire et stabilisé la structure nouvellement synthétisée en K₂ N₆ . La synthèse réussie était basée sur KN₃ chauffé par un laser dans une cellule à enclume de diamant à des pressions supérieures à 45 GPa.

En utilisant les résultats de la diffraction des rayons X et de la détection Raman, les chercheurs, en collaboration avec une équipe dirigée par Artem Oganov de l'Institut des sciences et technologies de Skolkovo, ont découvert que tous leurs résultats étaient cohérents avec les prédictions théoriques grâce à des calculs basés sur les premiers principes.

Wang a déclaré que les chercheurs étaient "tous très enthousiastes" à l'idée d'obtenir un nitrure avec N₆ ² anneaux d'hexazine pour la première fois dans une expérience de laboratoire. + Explorer plus loin

Anneau d'hexazazine stable en forme de fauteuil en hexanitrure de tungstène