Физики из России, США и Китая «закрыли» карбид технеция

. Международный коллектив физиков с участием российских ученых показал, что предположительный чудо-материал – карбид технеция, сверхпрочное соединение углерода и «синтетического» металла технеция, на самом деле не существует и не может существовать, сообщает пресс-служба МФТИ.

Технеций – первый известный человечеству «синтетический» элемент, который фактически отсутствует в природе из-за того, что все его изотопы радиоактивны. После его открытия в 1937 году данный металл начал в недавнее время привлекать внимание ученых из-за того, что он превращается в сверхпроводник при крайне низких температурах, а также из-за открытия его крайне необычной формы – монокарбида технеция.

Данный материал, как показывали расчеты и предположительные экспериментальные данные, должен обладать сверхвысокой и фактически рекордной твердостью, стойкостью к растягиванию и прочими механическими свойствами. К тому же, карбид технеция предположительно стоек к химическим воздействиям и обладает высокой электропроводностью, а также способен ускорять ряд реакций, в которых обычно применяются дорогие платиновые катализаторы.

Артем Оганов из МФТИ в Долгопрудном и его коллеги из «Сколтеха», Курчатовского института и ряда других отечественных и зарубежных исследовательских центров показали, что на самом деле этого вещества не существует, просчитав то, как будет формироваться и насколько стабильным будет подобное соединение. Результаты исследований были опубликованы в журнале RSC Advances.

Как рассказывают ученые, технеций, как и другие переходные металлы, может в теории образовывать карбиды с различным числом атомов углерода и самих металлов – на каждый атом другого элемента может приходиться как один, так и очень много атомов. Стабильность каждого такого варианта карбида зависит от того, как различаются размеры атомов металла и углерода, и от ряда других физических свойств.

Какие карбиды можно синтезировать в принципе – важный вопрос, ответ на который волнует не только теоретиков, но и специалистов по машиностроению и химиков-технологов. Универсального и простого способа предсказать существование тех или иных химических соединений до сих пор не существует, поэтому карбид технеция уже несколько лет вызывает споры среди ученых.

Как показали вычисления Оганова и его коллег, карбид технеция, в котором на каждый атом углерода приходится по одному атому металла, не может существовать в принципе, так как это соединение будет нестабильным по своей природе. Вместо него в экспериментах, авторы которых писали об открытии данного вида карбидов данного вещества, ученые получали, скорее всего, чистый технеций, который обладает всеми «чудесными» свойствами карбида.

По словам физиков. «закрытие» спорного соединения позволяет не просто решить вопрос об экзотическом веществе, но и систематизирует наши знания о перспективных карбидах переходных металлов в целом.

«Нам удалось внести толику ясности в вопрос о причинах формирования этих соединений и сделать задел для будущих исследований и поисков новых карбидов, полезных для прикладных задач. К тому же, порой вовремя «закрыть» материал, как например ТсС, важно для экономии сил и времени нынешних и будущих исследователей», — заключает Олег Фея, один из авторов статьи.