Superhard ionisch kristal tart intuïtie

Elementair boor kan superharde kristallen vormen die zijn opgebouwd uit positief geladen clusters van twee booratomen, en negatieve clusters die elk twaalf booratomen bevatten. De kristalstructuur is vergelijkbaar met die van natriumchloride oftewel keukenzout, zo meldt kristallograaf Artem Oganov (ETH, Zürich) op de website van Nature.

Het is waarschijnlijk voor het eerst dat een kristalstructuur wordt ontdekt waarbij de positieve en de negatieve ionen allebei door hetzelfde element worden gevormd. Tot nu toe stond in alle boeken dat zoiets helemaal niet kon.

Jiuhua Chen (Florida International University) en Vladimir Solozhenko (CNRS, Frankrijk) ontdekten onafhankelijk van elkaar het bestaan van deze kristallen. Ze vormen zich wanneer je uiterst zuiver boor onderwerpt aan drukken van 12 tot 30 GPa, bij meer dan 1500 graden Celsius.

In Zürich heeft men nu de kristalstructuur kunnen ophelderen. De positieve clusters zijn haltervormig (met twee atomen kan dat ook moeilijk anders) terwijl de negatieve clusters de vorm hebben van een twintigvlak (icosaeder).

De onderzoekers verwachten dat er nog wel meer elementen zullen zjn die dergelijke ionische kriostallen kunnen vormen, en dat er ook wel praktische toepassingen voor zullen zijn.

bron: ETH