圖示為鐵氮化合物的晶體結(jié)構(gòu)。橙色和藍色的球分別代表Fe和N原子。 a：50GPa壓強下的Fe3N2分子結(jié)構(gòu) 該結(jié)構(gòu)由四邊形面頂三棱柱FeN7構(gòu)成，它們通過共享三角形面和邊來相互連接。 b：50GPa壓強下的FeN分子結(jié)構(gòu)，與NiAs結(jié)構(gòu)類似。 c：58GPa壓強下的FeN2分子結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)為FeN6正八面體結(jié)構(gòu)，它們通過無限鏈將相同的邊連接起來并沿c軸排列。這些鏈通過共同的頂點相互連接。N-N鍵提供FeN6八面體之間的附加連接。 d：135GPa壓強下的FeN4分子結(jié)構(gòu)。在FeN4的結(jié)構(gòu)中，每個Fe原子都是兩個非平面五元FeN4金屬環(huán)的成員，它們幾乎平行于（1-10）晶面。氮原子沿著c軸方向形成無限的鋸齒鏈

    莫斯科國立科技大學的科學家與拜羅伊特大學（德國）、明斯特大學（德國）、芝加哥大學（美國）和林雪平大學（瑞典）的同事們共同創(chuàng)造了一種氮化物，這是一種以前認為不可能獲得的材料。更令人驚訝的是，他們已經(jīng)證明，這種材料可以通過一種非常簡單的方法來直接合成。有關(guān)此次顛覆性研究成果的文章發(fā)表在自然通訊和國際版的德國應用化學期刊中。

    氮化物在超硬涂層和電子產(chǎn)品中具有積極地應用。通常，這些材料的含氮量很低，并且由于氮鍵能量太高使其很難超過過渡金屬的水平。

    研究人員選擇錸鐵混合實驗很好地體現(xiàn)了這個問題。因此，他們決定將實驗條件從大氣壓轉(zhuǎn)變?yōu)槌邏籂顟B(tài)。

    “使用這種方法來創(chuàng)造新的高質(zhì)量材料將會是最有希望的途徑之一，它給了我們極好的機會。例如眾所周知的人造鉆石和立方氮化硼（CBN）等都能以一種自然的形式存在。而我們的目標就是有意識地創(chuàng)造本不可能制造的材料。”莫斯科國立科技大學新材料建模和開發(fā)實驗室負責人Igor Abrikosov評論道。

    根據(jù)Abrikosov的說法：實驗幾乎立即產(chǎn)生了效果，將氮與過渡金屬一起放置在金剛石壓腔中后，在高壓下就能直接合成。

    Abrikosov補充說：氮化錸具有很低的壓縮率，因此它具有很高的機械特性和超高硬度。這將在提高切削工具的質(zhì)量等方面發(fā)揮重要的作用。

    Abrikosov說：研究小組稍后將闡明這些材料是超導體還是磁鐵，以及它們是否適合制作自旋電子元件。

    它們的這些反向推理需要更多的實驗設(shè)備來進一步驗定。這些設(shè)備已經(jīng)在建設(shè)中，并且很可能在明年就會取得成果。

    如果研究小組證實了所預測的超硬度性能，那么未來5年內(nèi)，我們將能夠在商業(yè)領(lǐng)域中使用到這種“不可能”材料。

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責任編輯：殷鵬飛

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