ايسنا/ دانشمندان موفق شدند براي نيتروژن که تاکنون تنها يک آلوتروپ داشت، تحت فشار شديد بين دو الماس، يک آلوتروپ جديد بسازند تا يکي ديگر از معماهاي جدول تناوبي حل شود. محققان دانشگاه "بايروت"(Bayreuth) آلمان نوعي نيتروژن ايجاد کرده‌اند که تاکنون هرگز ديده نشده بود. اين ماده جديد با نام "نيتروژن سياه"، بلورين يا کريستالي است و به شکل ورق‌هاي دو بعدي شکل مي‌گيرد و ممکن است روزي براي الکترونيک پيشرفته مفيد باشد. به طرز عجيبي، اين ايده که نيتروژن سياه وجود ندارد، مدت‌ها است که يک راز تلقي مي‌شود. جدول تناوبي در دوره‌هاي تکراري مرتب شده است که در آن، هر ستون از عناصري با خصوصيات مشابه تشکيل شده است. آنهايي که در قسمت بالايي قرار دارند، کمترين پروتون و کمترين وزن را دارند و هر چه پايين مي‌آييم، عناصر، پروتون و وزن مي‌گيرند. عناصر بالاي يک ستون تحت فشار زياد معمولاً ساختارهايي شبيه به عناصر پاييني گروه خود پيدا مي‌کنند. اين اشکال مختلف به عنوان آلوتروپ‌ها شناخته مي‌شوند. به عنوان مثال، ازون يک آلوتروپ اکسيژن است، در حالي که گرافيت و الماس هر دو آلوتروپ‌هاي کربن هستند. اما نيتروژن يا ازت فقط يک آلوتروپ به نام "دينيتروژن" دارد و هيچ عنصر سنگين‌تري را در گروه خود ندارد. اين موضوع هميشه کمي عجيب به نظر مي‌رسيد، اما اکنون يک مطالعه جديد يک آلوتروپ که قبلاً ناشناخته بود را پيدا کرده است که نشان مي‌دهد نيتروژن همانطور که مدت‌ها است تصور مي‌شود، از اين قاعده مستثنا نيست. براي ايجاد اين شکل جديد از نيتروژن، محققان نيتروژن را در معرض گرما و فشار شديد قرار دادند. اين عنصر بين دو الماس با فشار ۱.۴ ميليون اتمسفر و بيش از ۴۰۰۰ درجه سانتيگراد گرما فشرده شد. نيتروژن در اين شرايط سخت، ساختاري به خود گرفت که تاکنون ديده نشده بود، اما هنوز هم به نظر آشنا مي‌رسيد.

هنگامي که با استفاده از اشعه ايکس از آن عکس‌برداري شد، مشاهده شد که اتم‌هاي نيتروژن لايه‌هاي دو بعدي بلوري را تشکيل مي‌دهند که به صورت متقاطع در يک الگوي زيگزاگ قرار گرفته‌اند. به نظر مي‌رسد اين ماده مانند گرافن، رسانايي خوبي داشته باشد که مي‌تواند آن را براي دستگاه‌هاي الکترونيکي آينده کاربردي کند. محققان به دليل شباهت اين ماده به فسفر سياه -يک آلوتروپ فسفر- تصميم گرفته‌اند تا اين ماده جديد را "نيتروژن سياه" بنامند. "دومينيک لانيل"، محقق اصلي اين مطالعه مي‌گويد: ما از نتيجه کار خود متعجب و متحير شديم، چرا که ناگهان با ساختار مشابهي با فسفر سياه مواجه شديم. آزمايش‌ها و محاسبات بعدي نيز اين يافته را تأييد کرد. اين بدان معني است که در اين مورد شکي نيست که نيتروژن در حقيقت يک عنصر استثنايي نيست و از همان قاعده طلايي جدول تناوبي که کربن و اکسيژن رعايت مي‌کنند، پيروي مي‌کند. به همان اندازه که "نيتروژن سياه" مي‌تواند براي صنعت الکترونيک مفيد باشد، نبايد انتظار داشت که به اين زودي‌ها آن را در تلفن‌هاي هوشمند ببينيم. زيرا توليد آن نه تنها به دليل شرايط خاص، دشوار است، بلکه اين ماده ناپايدار است و با کاهش گرما و فشار به سرعت تجزيه مي‌شود. "لانيل" مي‌گويد: به دليل اين عدم ثبات، استفاده از آن در برنامه‌هاي کاربردي صنعتي در حال حاضر امکان‌پذير نيست. با اين وجود، نيتروژن يک عنصر بسيار جالب در تحقيقات مواد است. مطالعه ما به عنوان مثال نشان مي‌دهد که فشار و دماي زياد مي‌توانند ساختار و خصوصياتي از مواد ايجاد کنند که محققان قبلاً نمي‌دانستند وجود داشته است. اين مطالعه در مجله Physical Review Letters منتشر شده است.

به پيج اينستاگرامي «آخرين خبر» بپيونديد

instagram.com/akharinkhabar