Novo estudo revela caminho para materiais inovadores de nitreto

São PauloQuímicos da LMU sintetizam nitretos Ruddlesden-Popper pela primeira vez

Químicos da LMU sintetizaram nitretos de Ruddlesden-Popper pela primeira vez. Isso pode resultar em novos materiais com propriedades especiais. Compostos de Ruddlesden-Popper possuem uma estrutura em camadas única. Esses materiais podem ser úteis como supercondutores, catalisadores ou na tecnologia de energia solar.

Antes, muitas substâncias com estruturas semelhantes existiam, mas nenhuma era de nitreto. Cientistas acreditavam que os Ruddlesden-Popper nitrides teriam propriedades excepcionais, mas não conseguiam produzi-los. Pesquisadores liderados pelo Dr. Simon Kloß do Departamento de Química da LMU descobriram uma nova metodologia sintética para criar esses materiais de nitreto.

O Desafio Enfrentado

Produzir esses materiais foi desafiador porque as moléculas de nitrogênio (N2) possuem uma ligação tripla muito estável. Essa estabilidade, combinada com a baixa afinidade eletrônica do nitrogênio, dificultou o trabalho. Para superar esses obstáculos, os químicos tiveram que realizar sínteses sob condições extremamente rigorosas.

• Eles utilizaram prensas de grande volume.
• As amostras foram comprimidas a pressões de 8 gigapascais (80.000 bares).
• Um agente ativo de nitrogênio como a azida de sódio foi empregado.

Compostos Iniciais e Suas Propriedades

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A investigação começou com a análise dos compostos iniciais, levando em consideração suas propriedades químicas e físicas. Avaliamos como esses compostos interagem entre si e suas reações em diferentes condições ambientais. O entendimento dessas propriedades é crucial para prever o comportamento dos materiais em aplicações práticas.

Eles já analisaram três materiais inovadores deste grupo.

• Nitreto de cério-tântalo (Ce₂TaN₄)
• Nitreto de praseodímio-rênio (Pr₂ReN₄)
• Nitreto de neodímio-rênio (Nd₂ReN₄)

Esses três materiais possuem diferentes estruturas, comportamentos eletrônicos e propriedades magnéticas. Os compostos de praseodímio e neodímio são especialmente interessantes por suas características magnéticas. O composto de neodímio é um forte ímã permanente com propriedades magnéticas que não podem ser facilmente revertidas. Em contraste, o composto de tântalo é um semicondutor e pode ser útil na conversão de energia ou como um material que pode se polarizar eletricamente.

Impactos para Pesquisas Futuras

É essencial que futuras investigações considerem a interseção entre tecnologia emergente e práticas tradicionais. Isso permitirá não apenas a inovação, mas também a preservação dos valores culturais. Pesquisas que explorem esse equilíbrio podem fornecer insights valiosos para o desenvolvimento sustentável e para a integração social em vários contextos. A abordagem holística é fundamental para garantir que os resultados sejam abrangentes e relevantes para diferentes comunidades e setores.