Przewidziano nową formę tlenu

Pod wysokim ciśnieniem może istnieć forma tlenu o zupełnie nieoczekiwanych właściwościach

Przy ciśnieniach bliskich 2 terapaskali (TPa) molekularna postać tlenu tworzy spiralno-łańcuchową strukturę O4 o niezwykłych właściwościach - wskazują najnowsze badania obliczeniowe.

Naukowcy wykorzystali metode zwaną CALYPSO (analiza struktury krystalicznej przez optymalizację upakowania cząstek) do wyszukania struktur tlenu. W przeszłości tą samą metodą przewidziano struktry znanych układów.

Badacze przeprowadzili symulację struktury tlenu w zakresie ciśnień od 0,02 do 2 TPa. Symulacje przewidziały istnienie poprzednio już zaobserwowanej postaci molekularnego tlenu O8, który jest stabilny w zakresie ciśnień 0,008-1,92 TPa. Przy ciśnieniu 2 TPa odkryli oni jednak dotychczas nieznaną strukturę O4, która tworzy kwadratowe spiralne łańcuchy, zawierające cztery atomy tlenu na jeden skręt spirali. Struktura ta przypomina wysokociśnieniową fazę siarki S4.

Forma spiralno-łańcuchowa jest pierwszą monoatomową postacią tlenu. Podstawową jednostką tej fazy jest atom tlenu. Wszystkie inne postaci tlenu zawierają jego postać cząsteczkową O2, która stanowi podstawową jednostkę budulcową"

Naukowcy z zaskoczeniem odkryli również, że nowa faza jest izolatorem, a nie nadprzewodnikiem, tak jak niskociśnieniowa faza O8.

Tlen staje się metalem już przy znacznie niższym ciśnieniu 96 GPa. W tych warunkach wygląda jak każdy inny błyszczący metal. Przez długi czas sądziło się, że zastosowanie wysokiego ciśnienia powodują przekształcenie się materiałów w metale. Jednak przewidywania tego typu sugerują, że przy ekstremalnym sprężeniu może nastąpić przejście do postaci izolatora.

Potwierdzenie eksperymentalne takiej struktury będzie stanowić duże wyzwanie, jednak techniki dostępne w Narodowym Instytucie Spalania w Narodowym Laboratorium Lawrence'a Livermore'a być może już wkrótce to umożliwią.

drukuj ten artykuł  |   poleć artykuł znajomemu

Najświeższe informacje w kanale RSS

Chemical News:

• Policestabilne po gruntownych zmianach
• Ryszard Kunicki odwołany
• Formalina od LANXESSA
• Rekordowy rok Polic
• BASF: przemysł naftowy i wydobywczy
• Restrukturyzacja przynosi efekty
• Rekordowy I kwartał w DuPont
• Poprawa koniunktury za dwa lata
• Procesory pod napięciem
• BASF z prawami do techonologii LFP