Подпишитесь на нашу ежедневную рассылку с новыми материалами

Наука


Физики из Аргоннской национальной лаборатории США обнаружили, что кристаллический цианид цинка Zn(CN)2 при сдавливании в определенных условиях способен почти вдвое уменьшать свою плотность. Исследование с описанием контринтуитивного поведения материала опубликовано в журнале Journal of the American Chemical Society, а краткий пересказ статьи доступен на сайте лаборатории.

Расширение исходной структуры цианида цинка (в центре) при повышения давления в метаноле (слева) и в воде (справа). Для каждой структуры указана плотность. Saul H. Lapidus et al., Journal of the American Chemical Society, 2013
Расширение исходной структуры цианида цинка (в центре) при повышения давления в метаноле (слева) и в воде (справа). Для каждой структуры указана плотность. Saul H. Lapidus et al., Journal of the American Chemical Society, 2013

Ученые обнаружили, что сжатие кристаллического цианида цинка в различных жидкостях (воде, метаноле, изопропаноле и других) приводит к образованию пяти разных новых кристаллических состояний, некоторые из которых сохраняются у вещества даже после снятия высокого давления.

Какую именно структуру примут молекулы, зависит от типа использованной жидкости, однако все они имеют почти вдвое меньшую плотность — получается, что, вопреки интуиции, вещество при сжатии расширяется. Законы физики при этом не нарушаются: общий объем Zn(CN)2 и окружающей жидкости в ячейке уменьшается за счет того, что молекулы последней проникают в пористую структуру "раздувшегося" цианида.

Сжатие материала ученые проводили в ячейке с алмазными наковальнями. Она позволяет не только достигать давления в десятки тысяч раз превосходящее атмосферное, но и наблюдать за кристаллической структурой материала в ходе эксперимента.

Ранее вещество с истинной отрицательной сжимаемостью было предсказано кристаллографами теоретически. По словам ученых, оно должно состоять из двух типов частиц со слабыми и сильными химическими связями. Также в январе группа голландских физиков представила другое вещество с контринтуитивными свойствами — полимерный гель, который застывает при нагревании и "плавится" при охлаждении. 
Нужные услуги в нужный момент