拜罗伊特大学的研究人员在极端条件下合成了独特的聚氮化钪，具有奇异的化学性质和作为高能量密度材料的潜在应用。

研究人员利用氮基化合物作为新型高性能储能材料

高能量密度材料(HEDM)因其卓越的能量性能(包括高爆速、爆压和能量存储容量)而在各种应用中发挥着关键作用。它们在太空探索中作为火箭推进剂和在国防中作为炸药的应用对于现代社会至关重要。

这些材料独特的化学特性，例如能够在相对较小的体积内存储大量能量，使其成为需要高功率输出和紧凑型储能解决方案领域的技术进步不可或缺的一部分。

含氮化合物是 HEDM 最有效的选择之一。氮能够形成不同阶数的各种稳定且能量有利的键(单 NN、双 N=N 或三 N=N)，允许合成具有定制特性的各种化合物。

富氮材料能够在分解或燃烧过程中释放大量能量(当单键被三键取代时)，这使得它们作为推进剂和炸药非常有效。含氮化合物的分解通常会形成氮气(N 2 )，这是一种稳定、惰性且环保的产品。

对于掌握 HEDM，分子量是一个非常重要的参数：形成固体的元素越轻，化合物的重量能量密度就越高。由于钪是最轻的过渡金属，因此其多氮化物(含有大量单键氮原子的化合物)作为 HEDM 特别有前景，正如许多计算研究所预测的那样。然而，迄今为止，聚氮化钪还是未知的。

拜罗伊特大学的研究人员在《自然通讯》杂志上报告了四种新型氮化钪：Sc 2 N 6、Sc 2 N 8、ScN 5和 Sc 4 N 3。

“本研究中获得的两个新型链氮单元 N66- 和 N86- 显着扩展了阴离子氮低聚物的范围，为高压下氮化学的基本理解做出了显着贡献， ”博士说。学生安德烈·阿斯兰杜科夫(Andrey Aslandukov)，该论文的第一作者。

“合成的 Sc 2 N 6、Sc 2 N 8和 ScN 5固体是有前途的高能量密度材料，其计算的体积能量密度、爆速和爆压比普通炸药三硝基甲苯 (TNT) 高出三倍“高压化学证明了聚氮化物的存在和多样性，为其在科学和技术中的应用开辟了前景。”Leonid Dubovinsky 教授说道。