Кристаллическая структура Na2B30 и свойства борида натрия

Международная группа учёных, в которую вошёл профессор Сколтеха и МФТИ Артём Оганов, установила кристаллическую структуру и химический состав борида натрия. Долгое время этот вопрос оставался предметом научных споров. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review B, а также представлены пресс-службой Сколтеха.

Что такое бориды

Бор — химический элемент, способный образовывать сложные кристаллические формы, многие из которых обладают сверхтвёрдыми свойствами. Бориды, то есть соединения бора с металлами, часто имеют сложный и неоднозначный состав.

В случае борида натрия учёные рассматривали две возможные формулы — Na2B30 и Na2B29.

Как удалось решить спор

Для определения структуры был использован метод USPEX — разработка профессора Оганова, позволяющая предсказывать кристаллические структуры с помощью компьютерного моделирования.

Именно этот подход позволил установить точный состав вещества и завершить многолетние дискуссии.

Результаты исследования

Как отметил Артём Оганов, работа оказалась настоящим «научным детективом», поскольку разные специалисты ошибались как в формуле, так и в структуре материала.

Было установлено, что стабильной формой является Na2B30, тогда как Na2B29 нестабилен. Даже добавление одного атома бора существенно меняет свойства вещества.

Свойства и перспективы

Исследование показало, что борид натрия относится к классу сверхтвёрдых материалов, хотя он мягче алмаза. При этом его синтез не требует экстремально высоких давлений, что делает процесс более экономичным.

Изменение состава влияет не только на твердость, но и на электронные свойства: материал может переходить из металлического состояния в полупроводниковое.

В перспективе борид натрия может применяться в промышленности, включая производство бурового оборудования и других сверхпрочных материалов.

Больше новостей и эксклюзивных видео смотрите в канале Самара Онлайн 24 в MAX.