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Gerüste aus CN4 Tetraedern in Kristallstrukturen neuer Kohlenstoffnitride. Grafik: Universität Bayreuth, Informationen zu Creative Commons (CC) Lizenzen, für Pressemeldungen ist der Herausgeber verantwortlich, die Quelle ist der Herausgeber
Kohlenstoffnitride sind so hart wie Diamanten
Bayreuth, PTE, 15. Dezember 2023
Eine neue Klasse von superharten multifunktionellen Materialien kann es laut Forschern der Universität Bayreuth mit Diamanten aufnehmen. Den Wissenschaftlern ist es gelungen, die lange gesuchten Kohlenstoff Stickstoff Verbindungen im Labor zu synthetisieren. Details sind in »Advanced Materials« nachzulesen.
Die Experten haben verschiedene #Kohlenstoff #Stickstoff Vorstufen hohen Drücken zwischen 70 und 135 Gigapascal ausgesetzt und sie in Diamantstempelzellen auf über 2.000 #Kelvin erhitzt. Anschließend wurden die Proben mittels Einkristall Röntgenbeugung an 3 Teilchenbeschleunigern charakterisiert.
Die Ergebnisse zeigen vier Kohlenstoffnitride mit den Zusammensetzungen CN, CN2 und C3N4 und unterschiedlich komplexen Strukturen. Die Kristallstrukturen der C3N4 Allotrope bestehen aus eckenteilenden CN4 #Tetraedern, was ein Schlüssel zu ihren überlegenen mechanischen Eigenschaften #Ultrainkompressibilität und Superhärte ist, die experimentell nachgewiesen wurden.
Die Tatsache, dass die #Hochdruck C3N4 Kohlenstoffnitride Abdrücke auf einer Diamantoberfläche hinterlassen, ist ein Beweis für ihre Härte, die mit der von #Diamant vergleichbar ist, heißt es. »Es wird erwartet, dass die synthetisierten Kohlenstoffnitride das Potenzial haben, technische Materialien der gleichen Kategorie wie #Diamant zu sein«, sagt Natalia Dubrovinskaia vom Labor für Kristallografie an der #Universität #Bayreuth.
