Abstrak

Penemuan high-energy material yang stabil

Para peneliti menyimpan campuran logam magnesium (Mg) dan nitrogen (N₂) dalam Diamond anvil cell. Kemudian campuran tersebut diberi suhu 2.000 Kelvin (lebih dari 1.700 derajat Celcius) dan tekanan 50 Gigapascal, atau setara dengan 500.000 kali tekanan atmosfer bumi. Di bawah kondisi tekanan dan suhu yang ekstrim, kristal magnesium dan nitrogen yang sangat tidak biasa terbentuk, seperti yang ditunjukkan dalam percobaan di PETRA III X-ray source dari German Electron Synchrotron (DESY) di Hamburg.

Selain itu, para peneliti menemukan kristal dengan rumus kimia Mg₂N₄, yang tersusun dari kation magnesium (Mg² +) dan anion nitrogen (N₄⁴-). Molekul nitrogen homoatomic ini terdiri dari empat atom nitrogen berikatan tunggal yang membentuk struktur berbentuk tapal kuda. Entitas polinitrogen berenergi tinggi ini belum pernah disintesis sebelumnya; baik melalui metode tekanan tinggi atau pendekatan kimia konvensional. Selain itu, ilmuwan juga mengamati senyawa tersebut bertahan dari pelepasan tekanan dan stabil pada kondisi ruang.

“Kami terkejut saat mengetahui bahwa ion nitrogen yang tertanam dalam struktur kristal ini tetap stabil pada tekanan udara normal dan suhu ruangan. Entitas N₄⁴ hanyalah unit polinitrogen keempat yang ditemukan dan sejauh ini merupakan satu-satunya unit yang dapat diperoleh dengan teknologi tekanan tinggi.” jelas Dr. Dominique Laniel. Para peneliti Bayreuth yakin bahwa proses sintesis senyawa polinitrogen saja dapat dikembangkan. Hasilnya akan menjadi high-energy material untuk berbagai aplikasi industri dan juga bisa dijadikan sumber energi untuk perjalanan luar angkasa.

Sintesis High-Energy Material oleh Dominique Laniel.

Siapapun yang mencari bahan bakar untuk terbang ke Mars harus mencari senyawa polynitrogen di masa depan, “ ucap Prof Dr Natalia Dubrovinskaia dari Bayreuth Laboratory for Crystallography.

Dr. Dominique Laniel, University of Bayreuth. oleh Christian Wißler.

Namun, masih ada rintangan yang harus diatasi, karena Kristal magnesium-nitrogen yang mengandung anion nitrogen berenergi tinggi hanya dapat diproduksi dalam jumlah yang sangat kecil di bawah tekanan dan suhu ekstrim di laboratorium. Serta proses sintesis skala industri belum dikembangkan. “Akan tetapi, sangat mungkin bahwa kristal stabil hasil eksperimen tekanan tinggi kami akan cocok sebagai cetak biru untuk direproduksi suatu hari nanti dengan menggunakan metode lainnya. Penelitian eksperimental bertekanan tinggi ini menjadi perintis. dalam mencari high-energy material” ungkap Laniel. “Dengan temuan ini metode penelitian bertekanan tinggi untuk menghasilkan high-energy material baru makin terbuka ketika kami ragu apakah mereka bisa eksis, “ tambah Prof. Dr. Leonid Dubrovinsky dari BGI.

Jurnal Referensi:

Laniel, D., Winkler, B., Koemets, E. et al. Synthesis of magnesium-nitrogen salts of polynitrogen anions. Nat Commun 10, 4515 (2019). https://doi.org/10.1038/s41467-019-12530-w

Tautan ke artikel asli: Bayreuth researchers discover stable high-energy material / Universitat Bayreuth

Diterjemahkan oleh saintifia dengan seizin dari yang bersangkutan, segala kesalahan penerjemahan menjadi tanggungjawab kami.