科学家用意想不到的化学成分预测了前所未见的晶体结构

超高压可在物理和化学领域，在一项新的研究中，高压模型预测了四种新化合物：这些化合物不以正常方式形成，具有我们以前从未见过的晶体结构，甚至可以充当一定温度下的超导体。

这些化合物是Li₁₄铯、锂₈铯、锂₇铯和锂₆Cs，它们都是由锂（Li）和铯（Cs）形成的？ 尽管不是以传统的方式。 这四种材料都是超导体，这意味着电流可以流过它们而不会产生阻力或能量损失。

这项研究背后的科学家使用了一种称为 USPEX（通用结构预测器：进化晶体学）的特殊晶体结构预测算法来寻找这些新化合物。 它被称为进化算法，使用一系列方法来计算原子如何连接在一起的概率。

在本例中，USPEX 用于分析高压如何影响电负性，即化学元素中的原子吸引和保留电子的强度。

事实证明，这有很大的不同。

“在正常情况下，如果有的话，我们会期望锂能够吸引铯的电子，铯是元素周期表中电正性最强的元素，正如大多数人所知：它应该放弃电子，就这样，”说来自俄罗斯斯科尔科沃科学技术研究所的材料科学家 Artem Oganov。

“但在压力下，情况恰恰相反。铯捕获锂的电子，这种极不寻常的化学行为导致了四种新化合物的形成。”

其中两种化合物，Li₁₄铯和锂₆Cs，具有以前从未见过的晶体结构。 这在仅由两种元素组成的化合物中很少见，使得这一发现更加出人意料和引人注目。

至于研究人员预测，这些化合物将在 -223 °C 至 -213 °C（-369.4 °F 至 -351.4 °F）的温度范围内成为超导体。

如果我们能够弄清楚如何用这些新发现的化合物实际构建超导体，那么它们可以用于超快微芯片和超高效电网材料。

“当然，从技术角度来看，这些临界温度与我们在聚氢化物（某些金属的富氢化合物）中看到的温度相比并不好，”说奥加诺夫。

“然而，这项研究加深了我们对锂化学的理解，锂本身可能对超导性很有趣，也许是以一种假设的锂化物的形式存在？到目前为止，我们不知道它是否存在或如何拼写。”

金属间化合物这些材料可用于多种情况，特别是需要高强度和耐高温的情况。 它们还可以提供其组成元素中未发现的特定属性。

虽然这些新化合物目前只是预测，但它们确实为科学家未来探索开辟了新领域？ 提前预测意味着我们可以更快地识别最有用的材料。

奥加诺夫和他的同事在《科学》杂志上发表的一篇早期论文中写道：“一旦了解了化学物质的晶体结构，就可以可靠且常规地预测许多特性。”化学研究报告。

“因此，如果研究人员能够在材料合成之前预测材料的晶体结构，他们就可以显着加速新材料的发现。”

该研究发表于纳米字母。