化工资讯
当前位置:元素商城  >  化工资讯网  >   新材料资讯   >  固体所发现高能密度材料在高压下的新结构
固体所发现高能密度材料在高压下的新结构
2014-04-11 17:26:09来源:元素商城

元素商城整理编辑:高压可以改变原子间的成键方式。通过高压手段可以实现N≡N三键(954kJ/mol)到N—N单键(160kJ/mol)的转变。当这种单键N变为 N≡N三键时,便会释放大量的能量,可以作为潜在的高能密度材料。近来,叠氮化合物受到了广泛的关注,这主要是因为在高压下叠氮离子比N≡N三键更容易形成N—N单键。固体所张洁博士和导师曾雉研究员利用遗传算法结合第一性原理计算对KN3在0-100GPa下的结构相变及性质进行了系统的研究并取得了新进展。

通过大量的结构探索,研究人员发现:KN3分别在22GPa和40GPa时发生了结构相变,其结构相变序为I4/mcm→C2/m→P6/mmm(图 1)。其中I4/mcm和C2/m结构中的N原子都以直线型的叠氮离子形式存在,而在P6/mmm相中的N原子则形成了N6环(图2),这是在多氮分子和叠氮化合物中非常新颖的结构。这表明,通过引入金属原子和加压等手段,可以使N6分子稳定存在,从而为实现高能密度材料提供了一种新的方案。
KN3材料结构演化规律:在低压下,N原子倾向于以叠氮离子形式存在;而在高压下,包含N链和N环的结构则更为稳定。对于高压P6/mmm相,N6中的N原子之间以 sp2杂化轨道交叠形成了σ键,其л*轨道被部分占据,表现出金属行为。

这项研究成果不仅为理解实验数据提供了指导,并且推进了对KN3化合物的认知。相关工作已发表在Scientific Reports 4, 4358 (2014)上。

固体所发现高能密度材料在高压下的新结构

您可能感兴趣的中国化工网栏目: 化学试剂化学元素化学元素周期表CAS查询
元素商城微信公众号
「一个有逼格的公众号」
相关标签: 新材料产业  
相关阅读:
●  《自然—材料》:科学家公布石墨烯最新“表亲”
元素百科为您介绍:两年前,物理学家曾预测锡应该能够形成仅有一个原子厚的网格,如今研究人员表示他们终于制出了这种材料。这种薄膜被称为Stanene,研究人员在8月3日出版的《自然—材料》上报告了这一成果。但是他们尚未能证实这种新材料是否像预期的那样具有让理论学家激动的奇异电子特性,例如能够在导电的同时不产生任何形式的废热。 石墨烯材料 石墨烯是一种二维碳材料,是单层石墨......
●  材料:宁波材料所抗菌双层聚合物中空纤维膜研究获进展
元素商城整理编辑:最近,中国科学院宁波材料技术与工程研究所高分子事业部功能膜团队通过双层共挤出技术制备了外层富集抗菌银离子的双层PVDF中空纤维膜。团队工作人员在已有的研究基础上(通过非溶剂诱导辅助热致相分离法制备双连续结构的PVDF膜,以及制备具有良好的抗菌性能的中空纤维膜,分别发表于Desalination 2012, 298, 99–105,和Journal of Membr......
●  材料:纳米复合材料可提升自充电池性能
元素商城整理编辑:美国佐治亚理工学院的一个研究团队曾因制造第一款自充电能源包或电池,荣列国际知名英国科学网站《物理世界》“2012年度十大科学突破”,日前在此基础上,他们通过在电池的压电材料里添加纳米颗粒形成纳米复合材料,大幅提升了电池的充电效率和存储容量。相关改进自主充电电池的论文刊登在最新一期的《纳米技术》上。 带领这项研究的美国佐治亚理工学院、中国科学院北京纳......
热门标签
优惠促销

您确定要从购物车中移除吗???