拜罗伊特大学的研究人员创造了一种前所未有的氮物质，昵称为“黑氮”，是二维片状晶体，有朝一日或可以改良电子产品。

著名的元素周期表以重复的“周期”排列，其中每一列均由具有相似属性的元素组成。顶部的那些具有最小的质子数和质量。

在高压下，周期表列顶的元素通常具有类似于该组下方元素的单质结构。这些不同形式被称为同素异形体。例如，臭氧是氧的同素异形体，而石墨和金刚石都是碳的同素异形体。

但是氮单质有点格格不入。按照上面的理论，参考磷，有所谓的黑磷、白磷、红磷和紫磷等相对稳定的同素异形体。但是氮，只有氮气N2一种稳定的结构，N3和N4会迅速分解成N2。人们总是认为这有点怪异，但是现在有研究发现，氮并不是例外。

研究人员将氮气暴露在极高的热量和压力下。它被压在两颗钻石毡砧之间，压力达到140万大气压，温度超4000°C。在此极端条件下，氮气呈现出前所未有的结构。

使用X射线成像可以看出，氮原子形成结晶的二维层，以锯齿形交联。它似乎具有良好的导电性，就像石墨烯一样，在未来的电子产品中或许有其应用价值。

由于与黑磷(元素磷的同素异形体)的相似性，研究小组将这种新材料称为“黑氮”。

主要作者多米尼克·兰尼尔(Dominique Laniel)说：“测量数据突然为我们提供了黑磷的结构特征，我们对此感到惊讶和好奇。此后的进一步实验和计算证实了这一发现。这意味着，实际上，氮不是例外的元素，它遵循与碳和氧相同的元素周期律。”

黑氮具有巨大的潜力，不过不能操之过急。由于极端的条件，生产很有难度，而且材料本身仍然不够稳定。

Laniel说：“由于这种不稳定性，工业生产尚不可行。尽管如此，氮气仍然是材料研究中非常有趣的元素。我们的研究以实证的方式表明，高压和高温会产生以前不知道的材料结构和特性。”

该研究发表在《物理评论快报》上。

本文译自 newatlas，由 majer 编辑发布。

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