Scientific Reports發表張葳葳老師研究成果(圖文)

 

歐陽永志 攝影

　　本網訊  理論研究和實驗表明，在高壓條件下，許多經典化學中被「禁止」的化合物開始穩定存在。我校理學院張葳葳老師及其合作者，美國石溪大學地學系Artem R. Oganov教授，美國卡內基地學研究所Alexander F. Gonchrov教授的這一最新研究成果在今天出版的Scientific Reports上發表。

　　2013年底，我校張葳葳老師及其合作者們在這方面的開創性工作——NaCl體系中高壓下反常計量比化合物相關研究發表在Science期刊上，從該體系中發現了像Na3Cl和NaCl7這樣奇異的化合物，從而打破了傳統經典的「八電子規則」。

　　張葳葳老師關於K-Cl體系的研究，有更多新奇化合物及物理現象發現，隨著壓力升高而穩定的「禁止」化合物在列表上迅速增加，如K3Cl，K2Cl,，K3Cl2,，K4Cl3，K5Cl4，K3Cl5，KCl3，KCl7等等，這些化合物都可以在高壓下陸續穩定存在，並且都呈現金屬性（KCl除外），而傳統化學預測氯和鉀只能以離子鍵結合。這些化合物由結構預測代碼USPEX結合第一性原理計算商用代碼VASP首次被理論預測得到，並由高溫高壓合成實驗驗證。

　　張葳葳表示，這項研究有兩個令人驚喜的地方，一是該研究預測並通過實驗證實了之前未知的化合物KCl3能夠在接近常壓的條件下存在。二是該研究發現了一個二維金屬化合物的家族，它們的結構和常見的KCl相近，但是存在額外的可以導電的K原子層。

　　張葳葳老師說：「從事Na-Cl化合物和K-Cl化合物的研究令人激動，我知道我們在探索直觀化學世界的界限，但是驚訝於它得到的結果遠遠超過預期。」

　　Oganov教授說：「如果像Na-Cl和K-Cl這樣簡單的體系就展現出如此複雜而違反直覺的化學性質，這意味著化學尚存在許多東西，有待我們去發現和理解。」Goncharov教授則表示：這項工作表明現代的理論預測手段是多麼強大。剛開始一起工作時，我曾懷疑用USPEX方法做出這些預測太瘋狂，但隨著工作的進行，卻震驚於這些預測是多麼令人信服，儘管開始時它顯得那麼瘋狂。

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