یكی از رازهای جدول تناوبی حل شد
نیو وبلاگ: دانشمندان موفق شدند برای نیتروژن كه تابحال تنها یك آلوتروپ داشت، تحت فشار شدید بین دو الماس، یك آلوتروپ جدید بسازند تا یكی دیگر از معماهای جدول تناوبی حل شود.
به گزارش نیو وبلاگ به نقل از ایسنا و به نقل از نیو اطلس، محققان دانشگاه "بایروت"(Bayreuth) آلمان نوعی نیتروژن به وجود آورده اند که تابحال هیچ گاه دیده نشده بود. این ماده جدید با نام "نیتروژن سیاه"، بلورین یا کریستالی است و به شکل ورق های دو بعدی شکل می گیرد و ممکنست روزی برای الکترونیک پیشرفته مفید باشد.
به طرز عجیبی، این ایده که نیتروژن سیاه وجود ندارد، مدت ها است که یک راز تلقی می شود. جدول تناوبی در دوره های تکراری مرتب شده است که در آن، هر ستون از عناصری با خصوصیات مشابه تشکیل شده است. آنهایی که در قسمت بالایی قرار دارند، کمترین پروتون و کمترین وزن را دارند و هر چه پایین می آییم، عناصر، پروتون و وزن می گیرند.
عناصر بالای یک ستون تحت فشار زیاد معمولاً ساختارهایی شبیه به عناصر پایینی گروه خود پیدا می کنند. این اشکال مختلف بعنوان آلوتروپ ها شناخته می شوند. بعنوان مثال، ازون یک آلوتروپ اکسیژن است، در صورتیکه گرافیت و الماس هر دو آلوتروپ های کربن هستند.
اما نیتروژن یا ازت فقط یک آلوتروپ به نام "دینیتروژن" دارد و هیچ عنصر سنگین تری را در گروه خود ندارد. این مساله همیشه کمی عجیب به نظر می رسید، اما حالا یک مطالعه جدید یک آلوتروپ که قبلاً ناشناخته بود را پیدا کرده است که نشان میدهد نیتروژن همانطور که مدت ها است تصور می شود، از این قاعده مستثنا نیست.
برای ایجاد این شکل جدید از نیتروژن، پژوهشگران نیتروژن را در معرض گرما و فشار شدید قرار دادند. این عنصر بین دو الماس با فشار ۱.۴ میلیون اتمسفر و بیش از ۴۰۰۰ درجه سانتیگراد گرما فشرده شد. نیتروژن در این شرایط سخت، ساختاری به خود گرفت که تابحال دیده نشده بود، اما هنوز هم به نظر آشنا می رسید.
هنگامی که با بهره گیری از اشعه ایکس از آن عکس برداری شد، مشاهده شد که اتم های نیتروژن لایه های دو بعدی بلوری را می سازند که به صورت متقاطع در یک الگوی زیگزاگ قرار گرفته اند. بنظر می رسد این ماده مانند گرافن، رسانایی خوبی داشته باشد که می تواند آنرا برای دستگاه های الکترونیکی آینده کاربردی کند.
پژوهشگران به سبب شباهت این ماده به فسفر سیاه -یک آلوتروپ فسفر- تصمیم گرفته اند تا این ماده جدید را "نیتروژن سیاه" بنامند.
"دومینیک لانیل"، محقق اصلی این مطالعه می گوید: ما از نتیجه کار خود متعجب و متحیر شدیم، چونکه ناگهان با ساختار مشابهی با فسفر سیاه مواجه شدیم. آزمایش ها و محاسبات بعدی نیز این یافته را تأیید کرد. این بدان مدلول است که در این مورد شکی نیست که نیتروژن در حقیقت یک عنصر استثنایی نیست و از همان قاعده طلایی جدول تناوبی که کربن و اکسیژن رعایت می کنند، پیروی می کند.
به همان اندازه که "نیتروژن سیاه" می تواند برای صنعت الکترونیک مفید باشد، نباید انتظار داشت که به این زودی ها آنرا در تلفن های هوشمند ببینیم. برای اینکه تولید آن نه فقط به سبب شرایط خاص، دشوار است، بلکه این ماده ناپایدار است و با کاهش گرما و فشار به سرعت تجزیه می شود.
"لانیل" می گوید: به سبب این عدم ثبات، استفاده از آن در برنامه های کاربردی صنعتی هم اکنون امکان پذیر نیست. با وجود این، نیتروژن یک عنصر بسیار جالب در تحقیقات مواد است. مطالعه ما بعنوان مثال نشان میدهد که فشار و دمای زیاد می توانند ساختار و خصوصیاتی از مواد ایجاد کنند که پژوهشگران قبلاً نمی دانستند وجود داشته است.
این مطالعه در مجله Physical Review Letters انتشار یافته است.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب