Ученые синтезировали новую аллотропную модификацию фосфора

Ученые синтезировали новую аллотропную модификацию фосфора, поместив молекулы белого фосфора в одностенную углеродную нанотрубку. Новый материал может обладать необычными электронными свойствами.

Фосфор может существовать в нескольких кристаллических модификациях, отличающихся друг от друга расположением атомов и, как следствие, свойствами. Белый фосфор, известный своим «свечением» в темноте, состоит из молекул P₄, в которых атомы фосфора образуют тетраэдры. Красный и фиолетовый фосфор — более стабильные модификации, в них тетраэдры склеиваются между собой и образуют зигзагообразные цепочки. Он не загорается в воздухе самопроизвольно. Черный фосфор — слоистое соединение, похожее на графит, он является наиболее стабильной модификацией. Помимо этих основных форм существует еще масса низкоразмерных «версий» фосфора — фосфорен, голубой фосфор, наностержни фосфора и другие.

Авторы новой работы научились помещать наиболее реакционноспособный — белый — фосфор в одностенные углеродные нанотрубки. Для этого химики плавили фосфор и помещали в него порошок углеродных нанотрубок. Как оказалось, фосфор сам может проникать во внутренние полости нанотрубок.

После того, как углеродные нанотрубки с фосфором контактировали с воздухом, их концы «запаивались» за счет окисления вещества. Затем ученые исследовали свойства вещества, оказавшегося в своеобразной пробирке. Просвечивающая электронная микроскопия показала, что тетраэдры фосфора выстраивались в цепочки, как горошины в стручке. В некоторых случаях исследователи наблюдали частичную полимеризацию — тетраэдры превращались в «склеенные» изогнутые цепочки. Ученые предполагают, что эта полимеризация происходила под действием электронного пучка в микроскопе. Эта новая форма вещества и получила название «розового фосфора» — как переходная форма между белым и красным фосфором.

Химики отмечают, что фосфор в углеродной нанотрубке устойчив на воздухе — в отличие от белого фосфора. Однако уже при нагреве до 50 градусов Цельсия вещество быстро самовоспламеняется.

Как отмечают эксперты, новая низкоразмерная форма фосфора может обладать необычными электронными свойствами.

Узнать более подробную информацию можно на сайте

ФМБИ