Forschende an der Universität Bayreuth haben Kohlenstoffnitride synthetisiert. Kompressibilität und Härte des Materials sind mit Diamant vergleichbar. Darüber hinaus lässt es sich anreichern und wieder rückgewinnen.
Die Kristallstrukturen der C₃N₄-Allotrope bestehen aus einem Gerüst aus eckenteilenden CN₄-Tetraedern.
Universität Bayreuth
Forschende der Universität Bayreuth haben die bereits 1989 angekündigte Kohlenstoff-Stickstoff-Verbindungen synthetisiert und das Potenzial von Kohlenstoffnitriden als neue Klasse von superharten multifunktionellen Materialien erschlossen, die es mit Diamant aufnehmen könnten. Dafür Sie haben sie verschiedene Kohlenstoff-Stickstoff-Vorstufen Drücken zwischen 70 und 135 GPa ausgesetzt und sie auf über 2000 K erhitzt. Anschließend wurden die Proben mittels Einkristall-Röntgenbeugung in Teilchenbeschleunigern.
Die Ergebnisse zeigten vier Kohlenstoffnitride mit den Zusammensetzungen CN, CN₂ und C₃N₄ und unterschiedlich komplexen Strukturen. Für die C₃N₄-Allotrope wiesen die Forschenden Ultrainkompressibilität und Superhärte experimentell nach, was laut Institutsangaben auch durch die Tatsache bestätigt wird, dass die Kohlenstoffnitride Abdrücke auf einer Diamantoberfläche hinterlassen.
Außergewöhnliche Funktionalitäten erwartet
Die Forschenden rechnen damit, dass die Kohlenstoffnitride neben ihren mechanischen Eigenschaften mehrere außergewöhnliche Funktionalitäten aufweisen und das Potenzial haben, technische Materialien der gleichen Kategorie wie Diamant zu sein. Im Gegensatz zu Diamant könnten sie aber auch leicht mit etwas angereichert werden. Bemerkenswert sei zudem, dass alle vier Hochdruck-Kohlenstoffnitride bis auf Umgebungsdruck und -temperatur zurückgewonnen werden können.