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Attualità venerdì 01 marzo 2024 ore 09:25

Chimici toscani sintetizzano un composto 'impossibile'

laboratorio

Da tempo gli scienziati inseguivano il risultato di svolta per i materiali del futuro. La scoperta del gruppo di studio internazionale a guida toscana



FIRENZE — Azoto e antimonio, ed ecco attivando una reazione chimica diretta tra i due elementi in condizioni di alta pressione e alta temperatura nascere il nitruro cristallino di antimonio Sb3N5: è il composto 'impossibile' sintetizzato da un gruppo internazionale di scienziati a guida toscana, inseguito dai chimici di tutto il mondo ormai da tempo ma mai ottenuto. E invece adesso la sua esistenza, a lungo ipotizzata, è stata finalmente osservata. 

La scoperta apre nuove prospettive per la sintesi ad alta pressione di un’intera classe di materiali innovativi d'interesse tecnologico ed energetico.

Il risultato che segna un'autentica svolta è stato pubblicato sulla rivista tedesca specializzata in chimica Angewandte Chemie, ed è stato ottenuto grazie ad uno studio internazionale guidato dall'Istituto di Chimica dei Composti Organometallici del Consiglio Nazionale delle Ricerche (Cnr) di Sesto Fiorentino e dal Laboratorio Europeo di Spettroscopia Non-Lineare di Firenze, al quale ha contribuito anche l'Università di Firenze

"Grazie a recenti studi sperimentali si è dimostrata la possibilità di indurre una reazione chimica diretta tra l'azoto e l'antimonio operando in condizioni di alta pressione e alta temperatura", spiega in una nota Matteo Ceppatelli di Iccom-Cnr e Lens che ha guidato lo studio. 

Il processo di sintesi

Il processo di sintesi

"Questo metodo consente di ridurre le distanze tra gli atomi grazie all'effetto dell'alta pressione, e di superare le barriere energetiche per l'attivazione della reazione grazie all'effetto dell'alta temperatura". 

Lo sfuggente nitruro cristallino di antimonio è stato infatti ottenuto raggiungendo una pressione 320mila volte più elevata di quella atmosferica e usando un laser a infrarossi che può riscaldare il campione fino a temperature comprese tra 1.300 e 1.900 gradi circa. In questo modo, gli autori dello studio sono riusciti ad attivare una reazione chimica diretta tra antimonio e azoto. 

“Questo studio rappresenta una pietra miliare per quanto riguarda la chimica di azoto e antimonio, fornendo nuove informazioni di carattere chimico fondamentale sul comportamento dei nitruri cristallini degli elementi del gruppo 15”, aggiunge il ricercatore. 

“Inoltre, nonostante la scoperta di Sb3N5 sia essenzialmente riconducibile a ricerca di base, i risultati ottenuti aprono nuove prospettive per quanto riguarda la sintesi ad alta pressione di un’intera classe di materiali innovativi di interesse energetico e tecnologico, potenzialmente recuperabili a condizioni ambiente in forma stabile o metastabile".


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