两种新型碳化物的合成为复杂的碳结构如何在其他行星上存在提供了视角

拜罗伊特大学的研究人员在高压碳化学领域获得了新的见解：他们合成了两种具有独特结构的新型碳化物——碳和另一种化学元素的化合物。这些结果可能为多环芳烃在宇宙中的广泛传播提供意想不到的解释。该研究发表在《自然通讯》杂志上。

碳化物是碳和另一种化学元素的化合物。新合成的碳化物类似于金属有机化合物，可以为复杂碳结构在极高压力和高温下的行为提供新的见解。

在行星内部条件下此类化合物可能存在或形成可能对地球科学和天体生物学具有重要意义，因为它们可能是碳氢化合物的起源，并可能在生命的起源中发挥作用。

在巴伐利亚地质研究所的LeonidDubrovinsky教授和拜罗伊特大学晶体学实验室的NataliaDubrovinskaia教授的领导下，对新型碳化合物的研究表明它们具有与复杂有机化合物相似的结构元素分子，但被去质子化(即不含氢)。

为了实现这一目标，研究人员使用金刚石砧室将微小的碳化钙晶体压缩到三位数吉帕范围的压力，同时将它们加热到约3000°C的温度。这些条件对应于地球内部2.900公里深度的条件。压力和温度的变化导致电石形成两种新的碳化物：高压多晶型物CaC2和Ca3C7。

尽管CaC2的高压多晶型物具有与起始材料相同的化学组成，但其在原子的空间排列和化学性质方面与其不同。该多晶型物拥有的碳链可以在远远超出已知的常规有机化合物存在条件的条件下存在。

在行星内部条件下形成的此类化合物甚至可能在生命的起源中发挥了作用，因为它们可能是碳氢化合物的起源。

这种化学式为Ca3C7的化合物以前从未被观察到，因此它的合成和结构解析代表了理解碳基材料在极端条件下的行为的重要一步。

该研究的首席研究员LeonidDubrovinsky教授解释说：“我们的发现不仅扩展了已知碳化学的界限，而且还为复杂的碳结构如何存在于地球深处以及可能存在于其他行星中提供了新的视角。身体。”

NataliaDubrovinskaia教授补充说：“这些高压碳化物和去质子化金属有机化合物之间的相似性为设计具有独特电子、磁性和光学特性的新型材料提供了令人兴奋的可能性。”