Nový alotrop dusíku – černý dusík

Studium chování dusíku za vysokého tlaku přineslo zajímavý objev. Dusík vytvořil strukturu podobnou struktuře černého fosforu. Autoři označují tuto fázi jako černý dusík a jde o nový 2D materiál.

Kapalný dusík. Zdroj: Cory Doctorow/Commons

Dusík se běžně využívá v kapalném a plynném skupenství např. jako chladivo a ochranná atmosféra, také je to výchozí látka pro syntézu amoniaku. Je to bezbarvý plyn, bez chuti a zápachu. Chemicky je poměrně inertní.

Vzhledem k poloze v periodické tabulce prvků se dá očekávat tvorba 2D vrstev:

Dlouho bylo pátrání po této formě dusíku neúspěšné, ale nyní se to povedlo. Bylo k tomu ale potřeba použít extrémních podmínek.

Experiment byl proveden v diamantové kovadlině. Do ní byl zaveden plynný dusík pod tlakem 120 MPa. Poté byl plyn stlačen na tlak až 140 GPa a pomocí laseru byla teplota dusíku zvýšena až na 4000 K.

Diamantová kovadlina. Zdroj: Tobias1984/Commons

Celý experiment byl sledován pomocí RTG difrakce, aby byly difrakce dostatečně intenzivní, byl využit jako zdroj RTG záření synchrotron DESY v Hamburgu.

Černý dusík je zajímavým příkladem nového 2D materiálu, i když vzhledem k extrémním podmínkám, ve kterých je schopen existence pravděpodobně nenajde uplatnění v praxi.

Literatura

  1. High-Pressure Polymeric Nitrogen Allotrope with the Black Phosphorus Structure
  2. ‘Black nitrogen’: Researchers discover new high-pressure material and solve a puzzle of the periodic table

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.