Os carbonetos desordenados são extremamente refratários

Um carboneto pode não ser um composto de carbono com um outro elemento, mas com vários. Tais substâncias quase nunca são encontradas na natureza "selvagem" e até raramente são encontradas em laboratórios - são difíceis de sintetizar.

A maioria das substâncias que encontramos na vida tem propriedades que os físicos chamam de ordens de perto e de longe. Em termos simples e provavelmente não inteiramente precisos, a ordem de curto alcance é uma configuração específica de átomos no espaço. Se for reproduzido em dimensões macroscópicas, é uma ordem de longo alcance - por exemplo, observe uma moeda ou um molho de chaves - o aço tem uma ordem de longo alcance. Se não houver ambas as ordens, a substância será chamada amorfa. Dê uma olhada no vidro da janela - é exatamente isso. E se houver uma ordem de curto alcance (isto é, um arranjo ordenado no nível atômico), mas não uma ordem de longo alcance, a substância será chamada desordenada.

Este tipo de substância não é comum e está repleto de muitas surpresas. Um grupo de físicos da Universidade Duke decidiu descobrir quais propriedades os carbonetos complexos podem ter se substâncias desordenadas forem feitas deles.

Para os experimentos, oito metais foram selecionados, cujos carbonetos são os mais duros e refratários. A equipe tentou calcular a energia de ligação em moléculas que consistem em cinco átomos de carbono e cinco átomos de metal dessa lista. O objetivo do trabalho foi descobrir quais carbonetos, em princípio, podem existir por um longo tempo e, ao mesmo tempo, formar configurações espaciais diferentes. Se havia poucos, era entendido como um sinal de que o material provavelmente desmoronaria. Se muito - então você precisa olhar com cuidado.

Nove compostos teoricamente calculados foram realmente sintetizados pelo professor Kenneth Vecchio da Universidade de San Diego. Isso foi feito fundindo os pós dos elementos necessários a uma temperatura de 2200 graus Celsius e passando por eles uma corrente elétrica de 2000 amperes.

As substâncias resultantes foram distinguidas pela dureza e resistência ao calor. Estas eram substâncias desordenadas, desprovidas de ordem de longo alcance. E, como afirmam os autores do estudo, essas substâncias possuíam propriedades surpreendentes para os carbonetos comuns.

Uma combinação bizarra atraiu atenção especial - molibdênio, nióbio, tântalo, vanádio e tungstênio (MoNbTaVWC 5 ). Suas propriedades ainda não foram totalmente esclarecidas, mas o que já é suficiente para o próximo artigo da Nature Communications. Como enfatiza um dos participantes do estudo, o professor Stefano Kurtarolo, ele não ficará surpreso se descobrir que esse é o material mais refratário conhecido por nós.

Para um resumo dos resultados, consulte o comunicado de imprensa da Duke University.

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