Hexanitrogen (N6): A New Neutral Allotrope ຂອງໄນໂຕຣເຈນ

N2 ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກພຽງແຕ່ຮູບແບບ _ໂຄງ ສ້າງທີ່ເປັນກາງ ແລະ ໝັ້ນຄົງ (allotrope) ຂອງໄນໂຕຣເຈນ. ການສັງເຄາະ N3 ແລະ N4 ທີ່ເປັນກາງ _ໄດ້ ຖືກ _ລາຍ ງານກ່ອນໜ້ານີ້ ແຕ່ບໍ່ສາມາດແຍກອອກໄດ້ເນື່ອງຈາກຄວາມບໍ່ໝັ້ນຄົງຢ່າງຮຸນແຮງ. ປະຈຸບັນນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ປະສົບຜົນສຳເລັດໃນການສັງເຄາະ hexanitrogen (N6) ໃນອຸນຫະພູມຫ້ອງ _, ເຊິ່ງເປັນ allotrope ທີ່ເປັນກາງໃໝ່ຂອງໄນໂຕຣເຈນ ເຊິ່ງພວກເຂົາສາມາດດັກຈັບໄດ້ໃນແມັດຕຣິກອາກອນທີ່ 10K. ການສັງເຄາະ N6 _ໄດ້ ຮັບການຢືນຢັນທາງສະເປກໂຕຣສະໂຄປີ ແລະ allotrope ໃໝ່ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າໝັ້ນຄົງ. ປະຕິກິລິຍາການເນົ່າເປື່ອຍແມ່ນ exothermic ດ້ວຍການປ່ອຍພະລັງງານຈຳນວນຫຼວງຫຼາຍ ເຊິ່ງຊີ້ໃຫ້ເຫັນເຖິງການນຳໃຊ້ທີ່ເປັນໄປໄດ້ເປັນເທັກໂນໂລຢີການເກັບຮັກສາພະລັງງານທີ່ຂຶ້ນກັບຄວາມຕ້ອງການຂອງອຸນຫະພູມໄນໂຕຣເຈນແຫຼວ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ການກະກຽມ allotrope ທີ່ເປັນກາງ ແລະ ໝັ້ນຄົງໃໝ່ຂອງໄນໂຕຣເຈນແມ່ນການພັດທະນາທີ່ສຳຄັນໃນເຄມີສາດ.

ອະໂລໂທຣບແມ່ນຮູບແບບໂຄງສ້າງທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງທາດທີ່ເປັນຜົນມາຈາກວິທີການຜູກມັດທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງອະຕອມຂອງທາດດຽວກັນ. ພວກມັນມີຄຸນສົມບັດທີ່ແຕກຕ່າງກັນໂດຍອີງໃສ່ໂຄງສ້າງຂອງມັນ ແລະ ເປັນກາງຕໍ່ປະຈຸໄຟຟ້າທີ່ມີຢູ່ໃນຮູບແບບທີ່ບໍ່ແມ່ນອະນຸພາກ. ຕົວຢ່າງ, ເພັດ, ກຣາໄຟ, ແລະ ກຣາຟີນ ແມ່ນອະໂລໂທຣບທີ່ເປັນກາງ ແລະ ໝັ້ນຄົງຂອງຄາບອນ. ອະໂລໂທຣບ _O2 ແລະ O3 ₍ ໂອໂຊນ) ຂອງອົກຊີເຈນ ກໍ່ຄືກັນ .

_{ຈະເປັນແນວໃດກ່ຽວກັບຮູບແບບໂຄງສ້າງທີ່ເປັນກາງ ແລະ ໝັ້ນຄົງຂອງໄນໂຕຣເຈນ? N2} ທີ່ດີ ແມ່ນເປັນທີ່ຮູ້ຈັກພຽງແຕ່ allotrope ທີ່ໝັ້ນຄົງຂອງໄນໂຕຣເຈນ. allotropes ທີ່ເປັນກາງອີກສອງອັນຄື N3 _ແລະ N4 _ໄດ້ ຖືກລາຍງານກ່ອນໜ້ານີ້ໃນປີ 1956 ແລະ 2002 ຕາມລຳດັບ ແຕ່ບໍ່ສາມາດແຍກອອກໄດ້ເນື່ອງຈາກຄວາມບໍ່ໝັ້ນຄົງຢ່າງຮຸນແຮງ.

ປະຈຸບັນ, ນັກເຄມີໄດ້ສັງເຄາະ C2h-symmetric hexanitrogen (C2h-N6) ທີ່ອຸນຫະພູມຫ້ອງໄດ້ສຳເລັດແລ້ວ _. [ _ຄວາມ ສົມ _ມາດ C2h _ແມ່ນ ຮູບແບບທົ່ວໄປຂອງຄວາມສົມມາດທີ່ສັງເກດເຫັນໃນໂລກເຄມີ. ໂມເລກຸນ AC2h _- symmetric ມີແກນໝູນສອງເທົ່າ (C2) ແລະ ພື້ນກະຈົກອອກຕາມແນວນອນ (σh)].

ເຮັກຊາໄນໂຕຣເຈນ (N6 ₎ , ອະໂລໂທຣບທີ່ເປັນກາງໃໝ່ຂອງໄນໂຕຣເຈນໄດ້ຖືກສັງເຄາະຢູ່ທີ່ອຸນຫະພູມຫ້ອງໂດຍຜ່ານປະຕິກິລິຍາໄລຍະອາຍແກັສຂອງຄລໍຣີນ (Cl2) ຫຼື ໂບຣມີນ (Br2) ກັບເງິນອາໄຊ (AgN3) ພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນທີ່ຫຼຸດລົງ. ຕິດຕາມມາດ້ວຍການດັກຈັບດ້ວຍອຸນຫະພູມຕ່ຳໃນແມັດຕຣິກອາກອນທີ່ 10 ເຄລວິນ. ນັກຄົ້ນຄວ້າຍັງສາມາດກະກຽມເຮັກຊາໄນໂຕຣເຈນໃນຮູບແບບບໍລິສຸດເປັນຟິມທີ່ 77 ເຄລວິນ (ຈຸດເດືອດຂອງໄນໂຕຣເຈນແຫຼວ).

ເຮັກຊາໄນໂຕຣເຈນ (N6 ₎ ທີ່ກະກຽມໃນຫ້ອງທົດລອງດັ່ງກ່າວໄດ້ຖືກກວດສອບລັກສະນະທາງສະເປກໂຕຣສະໂຄປີ ແລະ ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າມີຄວາມໝັ້ນຄົງ.

ເມື່ອເນົ່າເປື່ອຍ, ເຮັກຊາໄນໂຕຣເຈນ (N6 ₎ ຈະແຕກອອກເປັນສາມໂມເລກຸນ N2 _. ປະຕິກິລິຍາດັ່ງກ່າວແມ່ນປະຕິກິລິຍາຄາຍຄວາມຮ້ອນ ໂດຍມີການປ່ອຍພະລັງງານ 185.2 kcal ຕໍ່ໂມເລກຸນ, ເຊິ່ງສູງກວ່າພະລັງງານທີ່ປ່ອຍອອກມາໃນເວລາເນົ່າເປື່ອຍຂອງ TNT ແລະ HMX 2.2 ແລະ 1.9 ເທົ່າຕາມນ້ຳໜັກ. ເນື່ອງຈາກການປ່ອຍພະລັງງານຫຼາຍໃນເວລາເນົ່າເປື່ອຍ, ເຮັກຊາໄນໂຕຣເຈນ (N6 ₎ ອາດເປັນວັດສະດຸເກັບຮັກສາພະລັງງານທີ່ສະອາດທີ່ມີຄວາມຫວັງ, ແນວໃດກໍ່ຕາມ, ມັນຈະຕ້ອງຮັກສາເຮັກຊາໄນໂຕຣເຈນໄວ້ໃນອຸນຫະພູມໄນໂຕຣເຈນແຫຼວຕໍ່າກວ່າ 77K ເຊິ່ງອາດຈະບໍ່ເໝາະສົມກັບເຕັກໂນໂລຊີການເກັບຮັກສາພະລັງງານ.

ເຖິງວ່າຈະມີການນໍາໃຊ້ໃນອະນາຄົດໃດກໍ່ຕາມ, ການກະກຽມອຸນຫະພູມຫ້ອງຂອງ allotrope ໂມເລກຸນທີ່ເປັນກາງໃຫມ່ຂອງໄນໂຕຣເຈນທີ່ສາມາດໄດ້ຮັບການຕິດຢູ່ໃນການຕັ້ງຄ່າ cryogenic ແມ່ນການພັດທະນາທີ່ສໍາຄັນໃນເຄມີສາດ.  

*** 

ເອກະສານ:  

1. Qian, W., Mardyukov, A. & Schreiner, PR ການກະກຽມເປັນກາງໄນໂຕຣເຈນ allotrope hexanitrogen C2h-N6 . ລັກສະນະ 642, 356–360 (2025). ຈັດພີມມາ: 11 ເດືອນມິຖຸນາ 2025. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-025-09032-9 

***