Скрытая метастабильность молекулярных веществ и новые полимеры высокого давления

Бражкин В.В.

17.02.17, Пятница, 18:30, МФТИ (ГУ), БХА

Базовый семинар: Методический межпредметный семинар

Обсуждается специфика понятий «фаза» и «фазовый переход» для стабильных и метастабильных состояний вещества. Показывается, что многие простые молекулярные соединения на основе легких элементов, включая большинство углеводородов; оксиды, гидриды и карбиды азота; окись углерода (СО), спирты и т.д. при нормальном давлении также являются метастабильными веществами, т.е. не соответствуют минимуму свободной энергии Гиббса для данного состава. При умеренных температурах и давлениях фазовые превращения для данных метастабильных фаз во всем экспериментально доступном диапазоне времен являются обратимыми с выполнением законов равновесной термодинамики. При достаточно высоких давлениях (> 1-10 ГПа) большинство метастабильных молекулярных фаз необратимо превращаются в более выгодные по энергии полимеризованные фазы как стабильные, так и метастабильные. Эти превращения не соответствуют равенству свободных энергий Гиббса между фазами до и после перехода, т.е. не являются фазовыми переходами в «классическом» понимании. Яркими примерами таких полимеров являются полиэтилен, полиацетилен, полипропилен, полимеризованная модификация СО. Недавно было обнаружено, что ароматические молекулярные вещества, такие как бензол, пиридин и др. также испытывают необратимую полимеризацию с образованием двумерных и трехмерных аморфных и кристаллических структур при давлениях 10-30 ГПа. Представлены свежие результаты по получению и исследованию графанов из бензола и пиридина. Во всех этих случаях давление является «подсказкой» для химиков: многие из промежуточных по энергии полимерных фаз можно синтезировать методами «классической» химии при нормальном давлении.

 

Следующий семинар: 03.03.2017 - Тёмные состояния в квантовом фотосинтезе (докладчик: Козырев С.В.).

Предыдущий семинар: 15.11.2016 - Биофизика сложных систем и проблема старения (докладчик: Федичев П.О.).