«Молекулярні рубіни» допомогли виміряти тиск у твердих тілах і рідинах

Група фізиків з Німеччини та Канади досліджувала так звані «молекулярні рубіни» і показала, що з їх допомогою можна досить точно вимірювати тиску в діапазоні до 45 тисяч атмосфер. Серед досліджуваних речовин були і розчинні, а значить з їх допомогою тиск можна виміряти не тільки в твердих тілах, але і рідинах, йдеться в статті в. За словами вчених, новий метод може знайти застосування мало не у всіх галузях матеріалознавства, в яких необхідно контролювати зміну тиску.


У матеріалознавстві, хімії та інших областях зустрічаються ситуації, коли під час певного процесу необхідно динамічно вимірювати тиск у певних точках зразка, не змінюючи параметрів середовища. Це можна робити за допомогою опромінення спеціальних речовин, спектр випромінювання яких залежить від зовнішніх макропараметрів, зокрема - тиску. Поглинаючи зовнішнє випромінювання, молекули такої речовини переходять у збуджений стан і випромінюють вже інший спектр, який можна реєструвати.


Сама ідея використовувати речовини на основі хрому для вимірювання тиску за їх спектром не нова. Наприклад, за допомогою рубінів вимірюється тиск при калібруванні алмазних коваль. Однак вкраплення одиночних молекул з хромом, як правило, не дають достатньої світності для вимірювання тиску навіть у твердих речовинах.

У своїй роботі вчені показали, що відповідні молекули, які вони назвали «молекулярними рубінами» все ж існують. Зокрема, вони досліджували поведінку молекул [Cr (ddpd) 2] [BF4] 3, [Cr (ddpd) 2] [PF6] 3, і [Cr (H2tpda) 2] [ClO4] 3. Абревіатурами ddpd і tpda позначені 1,4-діамінобензол і тимідіріл-дезоксиаденілова кислота. Для проведення експерименту дослідники використовували алмазну ковадло і мікроскоп-спектрометр. Вимірювання показують, що спектр цих речовин зміщується, якщо вони поміщені в середу з тиском в одиниці-десятки атмосфер.

Відкриття розчинних речовин (причому розчиняються не тільки у воді, але і в метиловому спирті), за допомогою яких можна вимірювати такі високі тиски, може дати хороший поштовх у вивченні матеріалів, де під тиском виникають фазові переходи, які на сьогоднішній день складно спостерігати. Для твердих же тіл зрушення спектру, за яким вимірюється тиск, перевершує зрушення стандартних для таких вимірювань речовин в 5-6 разів, а значить в 5-6 разів зростає точність вимірювань. Крім того, речовини, що використовувалися в цих експериментах, не відрізняються великою ціною, невибагливі в обігу і не вимагають особливих умов для зберігання.

COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND