Störda karbider är extremt eldfasta

En karbid är kanske inte en kolförening med ett annat element, utan med flera. Sådana ämnen finns nästan aldrig i den "vilda" naturen, och de förekommer sällan i laboratorier - de är svåra att syntetisera.

De flesta av de ämnen som vi stöter på i livet har egenskaper som fysiker kallar de närmaste och fjärran ordningarna. I enkla och förmodligen inte helt exakta termer är ordningen med kort räckvidd en specifik konfiguration av atomer i rymden. Om det reproduceras i makroskopiska dimensioner är det en långsiktig ordning - till exempel titta på ett mynt eller en massa nycklar - stål har en långsiktig ordning. Om det inte finns båda beställningarna kallas ämnet amorft. Ta en titt på fönsterglaset - det är just det. Och om det finns en ordning med kort räckvidd (dvs ett ordnat arrangemang på atomnivå), men ingen ordning med lång räckvidd, kallas substansen störd.

Denna typ av ämne är inte vanligt och är full av många överraskningar. En grupp fysiker från Duke University beslutade att ta reda på vilka egenskaper komplexa karbider kan ha om ostörda ämnen görs av dem.

För experimenten valdes åtta metaller, vars karbider är de mest hårda och eldfasta. Teamet försökte beräkna den bindande energin i molekyler bestående av fem kolatomer och fem metallatomer från denna lista. Syftet med arbetet var att ta reda på vilka karbider som i princip kan existera under lång tid och samtidigt bilda olika rumsliga konfigurationer. Om det fanns få förstås det som ett tecken på att materialet troligen skulle falla isär. Om mycket - då måste du titta på det noggrant.

Nio teoretiskt beräknade föreningar syntetiserades faktiskt av professor Kenneth Vecchio vid University of San Diego. Detta gjordes genom att smälta pulverna från de erforderliga elementen vid en temperatur på 2200 grader Celsius, medan en elektrisk ström på 2000 ampere passerade genom dem.

De resulterande substanserna kännetecknades av hårdhet och värmebeständighet. Dessa var ostörda ämnen som saknar långsiktig ordning. Och som författarna till studien uppger att dessa ämnen hade egenskaper som är överraskande för vanliga karbider.

En bisarra kombination väckte särskild uppmärksamhet - molybden, niob, tantal, vanadin och volfram (MoNbTaVWC 5 ). Dess egenskaper har ännu inte klargjorts helt, men vad som redan räcker för den kommande artikeln i Nature Communications. Som en av studiens deltagare, professor Stefano Kurtarolo, betonar, kommer han inte att bli förvånad om det visar sig att detta är det mest eldfasta materialet som vi känner till.

För en sammanfattning av den nedersta raden, se Duke University Press Release.

Rekommenderas

80-årig glödlampa nu tillgänglig på Amazon.es
2019
Om all helium försvinner: 10 förändringar som väntar oss
2019
Divine Wind: Kamikaze
2019