Русские ученые синтезировали «невероятное вещество», которое противоречит законам химии

Научное исследование, проведенное учеными из России, Германии и Швеции, привело к открытию веществ, которые ранее считались невозможными с точки зрения привычного понимания законов химии.

При экстремальном давлении

Исследователи подвергли соединение бериллия воздействию экстремально высокого давления, в сотни тысяч раз превышающего атмосферное. В результате, кристаллическая структура материала преобразовалась, и количество атомов кислорода, окружающих атом бериллия, увеличилось до пяти и шести, вместо прежнего предполагаемого максимального значения в четыре атома.

Наглядная аналогия

В качестве наглядной аналогии к данному открытию ученые описывают ситуацию, когда перед вами находится гора кубиков, из которых вы можете строить различные конструкции. Однако количество возможных комбинаций ограничено формой кубиков и их способностью соединяться друг с другом. В данном исследовании, ученые добились возможности изменять форму этих «кубиков» — то есть, кристаллической структуры материалов. Это привело к тому, что соединение бериллия приобрело новые свойства.

Уникальные свойства херлбутита

Исследование проводилось с использованием херлбутита — соединения бериллия со сложным химическим соединением CaBe2P2O8. В классических условиях, херлбутит имеет тетраэдральную структуру, где атомы бериллия формируют четырехгранные пирамиды с атомами кислорода. Однако эксперименты, проведенные международной группой ученых, показали, что кристаллическая структура может перестраиваться под воздействием высокого давления в 17 Гпа. Количество атомов кислорода, окружающих бериллий, увеличилось до пяти, а при давлении в 80 ГПа — до шести. Полученные результаты ранее никогда не наблюдались.

Для теоретического обоснования этих результатов, ученые из России использовали суперкомпьютер НИТУ «МИСиС» и провели моделирование состояния электронов в веществе. Результаты моделирования практически полностью совпали с результатами эксперимента.

Как отмечают исследователи, возможность изменения кристаллической структуры материалов позволяет создавать материалы с новыми свойствами, которые ранее считались невозможными.