Текст уведомления здесь

Российские ученые нашли пять «невозможных» соединений кальция и углерода

Международная группа ученых под руководством специалистов из МФТИ с помощью компьютерного моделирования предсказала существование пяти абсолютно новых соединений углерода и кальция и сумела получить два из них экспериментально.
Добавить в закладки
Комментарии
С карбидом кальция сталкивался любой, кто застал позднесоветскую эпоху: белые камешки, из которых получали ацетилен для газосварки и которые так эффектно шипели в лужах, были главным элементом дворовых химических экспериментов. Сегодня карбид кальция (CaC_2) по-прежнему используется для промышленного производства ацетилена для удобрений.

Известен и более экзотический вариант соединения кальция и углерода — гексакарбид кальция, который становится сверхпроводником при довольно высокой температуре — 11,5 кельвина (минус 261,65 градуса по Цельсию). Теперь международная группа ученых под руководством Артема Оганова
из МФТИ обнаружила, что разнообразие соединений углерода и кальция не исчерпывается этими двумя веществами. С помощью компьютерного моделирования исследователи выяснили, что при определенных условиях могут существовать еще как минимум пять карбидов. Результаты работы ученых были опубликованы в журнале Nature Communications.

Группа Оганова специализируется на поиске «невозможных» соединений, которые могут существовать при повышенных температуре и давлении вопреки известным химическим законам. Соединения кальция и углерода привлекли внимание Оганова и его коллег тем, что оба эти элемента показывают большое разнообразие структурных и электронных свойств при разных давлениях. Ученые с помощью компьютерного алгоритма USPEX проанализировали все возможные карбиды кальция, которые возникают при давлении от нормального до 100 гигапаскалей. Они обнаружили пять таких веществ: Ca_5C_2, Ca_2C, Ca_3C_2, CaC и Ca_2C_3.

Чтобы подтвердить теоретические предсказания, ученые провели эксперимент по синтезу предсказанных веществ. Исследователи поместили смесь кальция и углерода в так называемую ячейку с алмазными наковальнями — камеру, в которой образец вещества сжимается между двумя алмазами. В такой камере давление может достигать сотен гигапаскалей. В ходе опыта исследователям удалось получить два из предсказанных соединений.

Артем Оганов заявляет: «Эти необычные вещества могут найти себе практическое применение, если удастся синтезировать их в достаточных количествах». Например, двумерные карбиды можно применить в химической промышленности, а карбиды, где есть группы из трех и более атомов углерода, — для синтеза необычных углеводородов, полагает ученый.
Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы