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从简单前体到复杂结构的反应途径。最终产品是一个分层结构,具有五个元素 - 钠,钡,氧,铜和硫。图片来源:Argonne国家实验室

化学家在创建新化合物时也使用了类似的过程。芝加哥大学,西北大学和亚博网站下载Argonne国家实验室美国能源部(DOE)。

我们预计我们的工作将证明对化学,材料和凝结物质社区非常有价值,以综合具有异国情调的新且目前不可预测的材料。亚博网站下载

西北大学化学系教授Mercouri Kanatzidis

Xiuquan Zhou是Argonne的第一作者,博士后研究员说:“我们的发明方法是从对非常规超导体的研究中得出的。这些是具有两个或多个元素的固体,其中至少一个不是金属。而且他们停止抵抗在不同温度下的电力(从比外太空到我的办公室的任何地方)。透明

在过去的50年中,研究人员发现并创建了具有吸引人的磁性和电气性能的大量异常超导体。这些材料具有亚博网站下载广泛的潜在应用,包括增强的能源传输,发电和高速运输。

未来的量子计算机,磁共振成像设备,粒子加速器和节能微电子也可以利用它们。

该团队的发明过程始于两部分的解决方案。一个人可以用作强大的溶剂。添加到溶液中的任何固体都会使其溶解和反应。另一个不能像溶剂那样有效。

但是,在那里调整反应,以便在添加新元素时会产生新的固体。改变两个组件的温度和比率是此调整的一部分。在这里,温度从750至1,300华氏度高。

卡纳茨迪斯指出,“”我们并不关心更好地制造已知材料,而是发现没有人知道的材料,甚至还存在理论家。亚博网站下载使用这种方法,我们可以避免通往已知材料的反应途径,并遵循新的路径进入未知和未预测的途径。亚博网站下载透明

研究人员测试了他们对三到五个元素制成的结晶化合物的方法。他们的发现过程产生了30种以前未被发现的化合物,如最近报道自然。他们中的十个具有闻所未闻的建筑设计。

At the X-Ray Science Division’s 17-BM-B of the Advanced Photon Source, a DOE Office of Science user facility at Argonne, and the UChicago ChemMatCARS beamline at 15-ID-D, the team prepared single crystals of some of these novel compounds and characterized their structures.

使用AP的光束线17-BM-B,我们能够跟踪反应过程中形成的不同化学相的结构的演化。

Wenqian Xu,Argonne国家实验室的光束线科学家

周补充说:“传统上,化学家仅依靠对起始成分和最终产品的知识发明并制造了新材料。亚博网站下载APS数据使我们还可以考虑反应过程中形成的中间产品。透明

该项目受益于重要的实验数据和理论计算,该计算由Argonne科学用户设施的纳米级材料中心提供。亚博网站下载亚博老虎机网登录

鉴于该技术几乎可以与任何结晶固体一起使用,这只是可能的开始。它也可用于创建各种晶体结构。其中包括多个堆叠层,单层原子厚,以及未连接的分子链。

这种不寻常的结构具有独特的特性,这些特性对于创建可用于微电子,电池,磁铁和其他应用程序的下一代材料至关重要。亚博网站下载

DOE科学办公室的基本能源科学计划亚博老虎机网登录为这项研究提供了资金。

期刊参考:

周,X,等。(2022)使用混合通量发现硫化剂结构和组成。自然。doi:10.1038/s41586-022-05307-7

来源:https://www.anl.gov/

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