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德國拜羅伊特大學主導的國際科研團隊在最近一期《歐洲化學雜志》上發(fā)表論文指出，他們在高壓下合成出多種全新的氮磷化合物，其中包含全新的結(jié)構(gòu)單元。這些最新成果展示了高壓氮化學研究的巨大潛力，也有望催生用于日常生活的可回收材料。
非金屬氮化物是由氮和非金屬元素通過共價鍵連接生成的化合物，由于擁有很多有趣的特性，它們?nèi)找娉蔀椴牧涎芯款I(lǐng)域的“香餑餑”。
在本研究中，科學家們分別在72千兆帕和134千兆帕的高壓下，成功合成出兩種全新氮磷化合物：多晶型δ-P_3N_5和PN_2，這兩者都屬于超不可壓縮材料。
研究團隊通過同步X射線衍射分析密度泛函理論計算發(fā)現(xiàn)，這兩種氮磷化合物擁有極端強度的關(guān)鍵原因在于，其晶體結(jié)構(gòu)由密集的PN_6正八面體（其中1個磷原子被6個氮原子包圍）網(wǎng)絡(luò)組成，這也是科學家首次證實PN_6正八面體結(jié)構(gòu)。
當壓力下降時，多晶型δ-P_3N_5會轉(zhuǎn)化為另一種全新的氮磷化合物：在7千兆帕壓力下，多晶型α′-P_3N_5形成，這是一種在正常條件下保持穩(wěn)定的新型固體材料。這種氮磷化合物的晶體結(jié)構(gòu)也不尋常，由PN4四面體（其中1個磷原子位于金字塔形結(jié)構(gòu)單元的中心，四角各由1個氮原子占據(jù)）組成。與目前眾所周知的多晶型α-P_3N_5相比，α′-P_3N_5的密度更高，在工程領(lǐng)域的應(yīng)用潛能也更大。
研究人員表示，最新研究表明，科學家們可通過高壓研制出擁有有趣特性的新型氮化合物，他們將進一步探索這些新材料的潛在應(yīng)用，并在高溫、高壓下對非金屬氮化物開展更多研究，以極大地擴展對氮化學的理解。最新研究也有望催生用于日常生活的可回收材料。
來源：科技日報
