Sonsuz Ark/ Evrensel Çerçeveye Yolculuk
"Bir araştırma ekibi, potasyum azit ve plazma destekli kimyasal buhar biriktirme kullanarak atmosferik basınçta yüksek enerji yoğunluklu kübik gaz azotu (cg-N) sentezlemeyi başardı."
Scientists Have Synthesized a Diamond-Like Nitrogen Structure That Could Redefine Energy Storage
Bilim insanları atmosfer basıncında kübik gaz azotu (cg-N) sentezlediler ve 760 K'ye kadar kararlılığını doğruladılar. Bu gelişme, yüksek enerji yoğunluklu malzemeler için potansiyel etkileri olan cg-N üretimine yönelik pratik bir yaklaşım sunuyor.
Çin Bilimler Akademisi'nin bir parçası olan Hefei Fizik Bilimleri Enstitüleri'nden Prof. Xianlong Wang liderliğindeki bir araştırma ekibi, atmosfer basıncında yüksek enerji yoğunluklu bir malzeme olan kübik gauche nitrojeni (cg-N) başarıyla sentezledi. Bu başarı, potasyum azidin (KN3) plazma destekli kimyasal buhar biriktirme (PECVD) tekniğiyle işlenmesiyle mümkün oldu.
Araştırmanın sonuçları Science Advances dergisinde yayımlandı.
Cg-N, elmasın yapısına benzeyen, NN tekli bağlarıyla bağlanmış azot atomlarından oluşan saf bir azot malzemesidir. Yüksek enerji yoğunluğuna sahip olması ve ayrıştığında yalnızca azot gazı üretmesi nedeniyle dikkat çekmiştir. Atmosferik basınç altında verimli ve güvenli bir sentez yönteminin geliştirilmesi önemli bir konudur.
Teorik Temeller ve Yüzey Stabilitesi
2020'den beri araştırma ekibi, çeşitli doymuş durumlar, basınçlar ve sıcaklıklar altında cg-N yüzeyinin kararlılığını simüle etmek için teorik bir kılavuz olarak ilk prensip hesaplamalarını kullanmıştır. Sonuçlar, yüzey kararsızlığının düşük basınçlarda cg-N ayrışmasına yol açtığını ortaya koymuştur. Yüzey süspansiyon bağlarını doyurmanın ve yükü aktarmanın cg-N'yi atmosferik basınçta 750 K'ye kadar kararlı hale getirebileceğini öne sürmüşlerdir.
Bu araştırmada, potasyumun güçlü elektron transfer kapasitesi nedeniyle daha düşük toksisite ve patlayıcılığa sahip KN 3'ü öncül olarak seçen ekip, karbon nanotüp sınırlayıcı etkiye güvenmeden PECVD teknolojisini kullanarak cg-N'yi başarıyla sentezledi. Termogravimetrik-diferansiyel taramalı kalorimetri (TG-DSC) ölçümleri, sentezlenen cg-N'nin 760 K'ye kadar termal kararlılık gösterdiğini ve ardından hızlı ve yoğun termal ayrışma gösterdiğini doğruladı.
Ekip, çalışmanın atmosferik basınçta cg-N sentezlemek için etkili ve kullanışlı bir yol sağladığını ve aynı zamanda gelecekte yüksek enerji yoğunluklu malzemelerin geliştirilmesi için yeni fikirler sunduğunu belirtti.
Hefei Fizik Bilimleri Enstitüleri, Çin Bilimler Akademisi, 3 Ekim 2024, SciTechDaily
Mustafa Tamer, 06.11.2024, Sonsuz Ark, Çeviri, Bilim ve Teknoloji, Aklın Merdivenleri
Referans: Yuxuan Xu, Guo Chen, Fei Du, Ming Li, Liangfei Wu, Deyuan Yao, Xiaodong Liu, Junfeng Ding, Zhi Zeng, Ruibin Liu, Haiqing Lin tarafından yazılan "Ortam basıncı altında 760 K'de stabil olan bağımsız kübik gazlı nitrojen" ve Xianlong Wang, 27 Eylül 2024, Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.adq5299per Tegnér ve Hector Zenil tarafından, 23 Eylül 2024, PLOS Karmaşık Sistemler. DOI: 10.1371/journal.pcsy.0000014
- Sonsuz Ark'ta yayınlanan yazılardan yazarları sorumludur.
- Sonsuz Ark linki verilerek kısmen alıntı yapılabilir.
- Sonsuz Ark yayınları Sonsuz Ark manifestosuna aykırı yayın yapan sitelerde yayınlanamaz.
- Sonsuz Ark Yayınlarının Kullanımına İlişkin Önemli Duyuru için lütfen tıklayınız.