12.11.2018 - University of Edinburgh

Eine schwer fassbare, komplexe Form eines gewöhnlichen Elements

Eine ungewöhnlich komplexe Form eines der häufigsten chemischen Elemente der Erde wurde im Labor zum ersten Mal entdeckt.

Forscher schufen eine kristallisierte Version von Stickstoff - der unter normalen Bedingungen der Hauptbestandteil der Luft ist -, indem sie ihn extremen Drücken und Temperaturen aussetzten.

Die Studie zeigt erstmals, dass einfache molekulare Elemente bei hohen Drücken komplexe Strukturen aufweisen können.

Es könnte ähnliche Studien mit anderen Elementen unterstützen, sagen Forscher.

Ein internationales Team von Wissenschaftlern unter der Leitung der University of Edinburgh verwendete einen diamantbestückten Hochdruckamboss, um winzige Mengen Stickstoff bei einem Druck zu pressen, der das Halbmillionenfache des Drucks der Erdatmosphäre beträgt, und ihn gleichzeitig auf etwa 500 °C zu erhitzen.

Sie benutzten dann eine spezielle Röntgentechnologie, um ein Bild der entstehenden Kristalle aufzunehmen, und waren überrascht, dass der Stickstoff eine komplizierte Anordnung aus Dutzenden von Molekülen gebildet hatte.

Das Team hatte erwartet, eine viel einfachere Struktur aufzudecken.

Ihre Ergebnisse lösen Spekulationen über die Struktur dieser Stickstoffform, bekannt als ι-N2. Es wurde vor 15 Jahren entdeckt, aber seine Struktur war bis heute unbekannt.

Computersimulationen der neuen Struktur haben wertvolle Erkenntnisse geliefert und haben sie als überraschend stabil eingeschätzt.

Die Studie wurde in Zusammenarbeit mit der European Synchrotron Radiation Facility in Frankreich und mit Forschern in China durchgeführt.

Robin Turnbull, von der School of Physics and Astronomy der University of Edinburgh, die die Studie leitete, sagte: "Wir hoffen, dass diese Ergebnisse weitere Untersuchungen darüber anregen, warum relativ einfache Elemente so komplexe Strukturen bilden sollten - es ist wichtig, dass wir weiterhin nach vielversprechenden neuen Wegen der wissenschaftlichen Forschung suchen."

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