Физики из Польской академии наук обнаружили первый материал с отрицательной линейной сжимаемостью, которая обеспечена химическими реакциями внутри его объема. Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports
Отрицательная линейная сжимаемость — механическое явление, характерное для некоторых кристаллических веществ. Оно заключается в том, что при равномерном сдавливавании1 расширение материала происходит не во всех направлениях против приложенной силы, но в одном или двух, при этом в другом происходит сжимание. Как правило, увеличение размеров вещества в этом случае незначительно — около 1 процентного пункта (п. п.). В новой работе ученые открыли материал с отрицательной линейной сжимаемостью, увеличение размера которого при сдавливании достигает 10 п. п.
Гидростатическое давление — давление столба воды над условным уровнем.
Благодаря полной удобоподвижности своих частиц капельные и газообразные жидкости, находясь в покое, передают давление одинаково во все стороны; давление это действует на всякую часть плоскости, ограничивающей жидкость, с силой Р, пропорциональной величине этой поверхности, и направленной по нормали к ней. Отношение Pw, то есть давление р на поверхность равную единице, называется гидростатическим давлением.
Простое уравнение P = pw может действительно служить для точного вычисления давления на данную поверхность сосуда, газов и капельных жидкостей, находящихся при таких условиях, что часть давления, зависящая от собственного веса жидкостей, ничтожно мала по сравнению с давлением, передаваемым им извне. Сюда относятся почти все случаи давлений газов и расчеты давлений воды в гидравлических прессах и аккумуляторах.
Им оказался натрий-амидоборан (NaNH2BH3) — прозрачное кристаллическое соединение с ромбической сингонией2. В эксперименте авторы поместили микрометровый образец материала в ячейку с алмазными наковальнями3, рассчитанную на давление в пределах до нескольких миллионов атмосфер. Затем к нему применялось гидростатическое давление, уровень которого измерялся с помощью расположенного рядом рубина. Изменение уровня давления влияло на флуоресценцию рубина, таким образом, он выполнял функцию манометра4.
В кристаллографии ромбическая сингония — одна из семи сингоний. Её элементарная ячейка определяется тремя базовыми векторами (трансляциями), которые перпендикулярны друг другу, но не равны между собой. Часто используется другое название — орторомбическая сингония.
В орторомбической сингонии существует четыре вида решёток Бравэ: простая, базоцентрированная, объёмно-центрированная и гранецентрированная.
| Простая | Базоцентрированная | Объёмноцентрированная | Гранецентрированная |
|---|---|---|---|
 |
 |
 |
 |
Ячейка с алмазными наковальнями – Наиболее доступным и компактным оборудованием для экспериментов in situ (с лат.?—?«на месте»), заключающихся в исследовании вещества, непосредственно находящегося при заданных температуре и давлении, является ячейка с алмазными наковальнями (англ. diamond anvil cell, DAC). Конструкция такой ячейки предполагает наличие двух алмазов конической формы, передающих сжимающее усилие на рабочие площадки диаметром менее миллиметра. Благодаря исключительной твёрдости алмаза таким образом могут быть достигнуты давления до нескольких миллионов атмосфер, а прозрачность алмазов в широкой области спектра позволяет при этом изучать образец с помощью целого ряда методов. С учётом современных способов нагрева образца метод алмазных ячеек не имеет аналогов по доступному диапазону температур и давлений.
Манометр (греч. man?s, неплотный + metr??, измеряю) — прибор, измеряющий давление жидкости или газа.
Как отметил соавтор работы Тарас Паласюк, открытие может стимулировать дальнейшие исследования материалов с отрицательной линейной сжимаемостью. В свою очередь характеристики найтри-амидобороана позволяют использовать его, например, как элемент датчиков порогового давления. Такие устройства применяются в промышленности при уровне давления до 300 тысяч атмосфер. Также материал может быть полезен при изготовлении активных бронежилетов, которые при столкновении со снарядом повторяли бы механику подушки безопасности.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Сообщить об опечатке
Текст, который будет отправлен нашим редакторам: