Обнаружен расширяющийся при сжатии материал

Расширение исходной структуры цианида цинка (в центре) при повышения давления в метаноле (слева) и в воде (справа). Для каждой структуры указана плотность.
Saul H. Lapidus et al., Journal of the American Chemical Society, 2013

Физики из Аргоннской национальной лаборатории США обнаружили, что кристаллический цианид цинка Zn(CN)2 при сдавливании в определенных условиях способен почти вдвое уменьшать свою плотность. Исследование с описанием контринтуитивного поведения материала опубликовано в журнале Journal of the American Chemical Society, а краткий пересказ статьи доступен на сайте лаборатории.

Ученые обнаружили, что сжатие кристаллического цианида цинка в различных жидкостях (воде, метаноле, изопропаноле и других) приводит к образованию пяти разных новых кристаллических состояний, некоторые из которых сохраняются у вещества даже после снятия высокого давления.

Какую именно структуру примут молекулы, зависит от типа использованной жидкости, однако все они имеют почти вдвое меньшую плотность — получается, что, вопреки интуиции, вещество при сжатии расширяется. Законы физики при этом не нарушаются: общий объем Zn(CN)2 и окружающей жидкости в ячейке уменьшается за счет того, что молекулы последней проникают в пористую структуру «раздувшегося» цианида.

Сжатие материала ученые проводили в ячейке с алмазными наковальнями. Она позволяет не только достигать давления в десятки тысяч раз превосходящее атмосферное, но и наблюдать за кристаллической структурой материала в ходе эксперимента.

Ранее вещество с истинной отрицательной сжимаемостью было предсказано кристаллографами теоретически. По словам ученых, оно должно состоять из двух типов частиц со слабыми и сильными химическими связями. Также в январе группа голландских физиков представила другое вещество с контринтуитивными свойствами — полимерный гель, который застывает при нагревании и «плавится» при охлаждении.