МОСКВА, 21 апреля. /ТАСС/. Химики из России, Израиля, США и Китая создали новое соединение азота, похожее по своей структуре на кольцеобразные молекулы бензола, ароматического углеводорода. Его открытие ускорит создание новых типов ракетного топлива, сообщила в четверг пресс-служба "Сколтеха" со ссылкой на статью в журнале Nature Chemistry.
"Созданное нами вещество с высокой плотностью энергии представляет собой яркий пример странной работы законов химии при высоких давлениях. Недавно разработанная нами шкала электроотрицательности поможет нам разобраться в свойствах подобных соединений азота, а также других экзотических веществ", - отметил профессор "Сколтеха" Артем Оганов, чьи слова привела пресс-служба вуза.
Мощные взрывчатые вещества и самые энергоемкие виды ракетного топлива содержат азот. Это связано с тем, что процесс формирования молекул азота из одиночных атомов этого вещества ведет к выделению большого количества энергии. Соответственно, чем больше азота содержится во взрывчатке или топливе, тем больше энергии будет выделяться при их использовании.
По этой причине еще с начала 1990-х годов химики считают, что идеальная взрывчатка или топливо должны почти полностью состоять из чистого азота. Первые соединения такого рода были получены еще в 2004 году российским физиком Михаилом Еремцом, однако эти вещества, получившие название "полимерный азот", остаются стабильными лишь при давлении в миллион атмосфер и выше, что полностью исключает их практическое применение.
Азотный аналог бензола
Профессор Оганов и его коллеги уже много лет работают над решением этой проблемы, для чего они просчитывают свойства различных соединений азота на атомном уровне и пытаются синтезировать самые перспективные из них на практике. К примеру, пять лет назад российские химики открыли соединение азота, хрома и гафния, сохраняющее стабильность при давлении в 150-220 тыс. атмосфер.
Недавно российские химики-теоретики выяснили, что еще более стабильными и энергоемкими будут взрывчатые вещества, состоящие из атомов азота и различных металлов. Руководствуясь этими соображениями, ученые попытались синтезировать разные формы соединений азота, натрия, калия и других щелочных металлов.
"Созданное нами вещество называется азид калия. Оно состоит из шести атомов азота и двух атомов калия, имеет кристаллическую природу и возникает при сжатии смеси из азота и калия до 450 тыс. атмосфер. Атомы азота внутри него объединены в кольца, чьи звенья связаны при помощи "полуторных" химических связей", - пояснил научный сотрудник Института науки Карнеги в Вашингтоне (США) Александр Гончаров, чьи слова приводит пресс-служба "Сколтеха".
Данное вещество, как отмечают исследователи, не уступает по энергоемкости другим видам азотной взрывчатки, при этом оно сохраняет стабильность при давлении порядка 200 атмосфер. По словам химиков, это пока не позволяет применять его на практике, однако теперь ученые уверены, что смогут создать другие, более стабильные азотные аналоги бензола, которые найдут применение в ракетостроительной и химической отраслях в ближайшие годы.
