将高压和高温研究的界限推向了宇宙维度？

与天王星核心一样多的压力：梯帕斯卡范围内的第一个材料合成研究和研究

儒勒·凡尔纳（Jules Verne）甚至做梦也想不到这一点：拜罗伊特大学的一个研究小组与国际合作伙伴一起，将高压和高温研究的界限推向了宇宙维度。他们首次成功地在超过一个梯形（1000千兆帕斯卡）的压缩压力下生成并同时分析材料。例如，在天王星的中心，这种极高的压力普遍存在;它们比地球中心的压力高出三倍以上。在《自然》杂志上，研究人员介绍了他们为合成和结构分析新材料而开发的方法。

理论模型预测了在极端压力 - 温度条件下材料的非常不寻常的结构和性能。但到目前为止，这些预测无法在超过200千兆帕斯卡的压缩压力下的实验中得到验证。一方面，将材料样品暴露在这种极端压力下需要复杂的技术要求，另一方面，缺乏同时进行结构分析的复杂方法。因此，发表在《自然》杂志上的实验为高压晶体学开辟了全新的维度：现在可以在实验室中创造和研究的材料，这些材料只有在浩瀚的宇宙中极高的压力下才能存在。

“我们开发的方法使我们能够首次合成陆帕斯卡范围内的新材料结构，并原位分析它们 - 即：在实验仍在进行时。通过这种方式，我们了解了晶体以前未知的状态，性质和结构，并且可以显着加深我们对物质的理解。对于探索类地行星和合成创新技术中使用的功能材料可以获得宝贵的见解，“拜罗伊特大学巴伐利亚地理研究所（BGI）的Leonid Dubrovinsky教授解释说，他是该出版物的第一作者。

在他们的新研究中，研究人员展示了他们如何使用现在发现的方法原位生成和可视化新型铼化合物。所讨论的化合物是一种新型氮化铼（Re₇N₃）和一种铼氮合金。这些材料是在极端压力下在由激光束加热的两级金刚石砧室中合成的。同步加速器单晶X射线衍射可实现全面的化学和结构表征。

“两年半前，当我们能够在拜罗伊特生产出一种基于铼和氮气的超硬金属导体时，我们感到非常惊讶，这种导体甚至可以承受极高的压力。如果我们将来在梯形膜范围内应用高压晶体学，我们可能会在这个方向上做出进一步的惊人发现。现在，创造性材料研究的大门已经敞开，可以在极端压力下生成和可视化意想不到的结构，“该研究的主要作者，拜罗伊特大学晶体学实验室的Natalia Dubrovinskaia教授说。