В нанотрубках получена новая аллотропная модификация фосфора
Фосфор — довольно неприятный элемент: и в чистом виде, и в соединениях он ядовит и взрывоопасен. Элементарный фосфор имеет множество аллотропных модификаций; сейчас их насчитывается больше десятка. О самых стабильных рассказывается в школьном курсе химии: это белый фосфор, состоящий из четырёхатомных молекул-пирамидок, и красный — полимер сложной структуры.
Работать с фосфором сложно вне зависимости от того, в какой из форм он находится: ядовиты и его поры, и продукты окисления атмосферным кислородом; кроме того, при контакте с водой продукты окисления фосфора дают сильную и очень едкую фосфорную кислоту.
Чтобы стабилизировать элементарный фосфор и узнать, как он ведёт себя в отсутствие кислорода, химики из Университетского колледжа Лондона заполнили жидким белым фосфором углеродные нанотрубки, подождали, пока концы их запечатаются при контакте с кислородом воздуха, и заглянули внутрь при помощи просвечивающего электронного микроскопа.
Оказалось, что внутри нанотрубки атомы фосфора, изначально организованные в правильные пирамидки с четырьмя вершинами, перестроились в длинные зигзагообразные цепочки. Исследователи считают, что им удалось зафиксировать в нанотрубках один из этапов превращения белого фосфора в красный, поэтому новую аллотропную модификацию назвали розовым фосфором — хотя какого он цвета, никто, конечно, не видел.
В начале 2014 года американские и китайские учёные независимо друг от друга опубликовали статьи с описанием материала фосфорена, состоящего из единственного слоя атомов фосфора — фосфорного аналога графена. Позже были установлены его потенциально полезные свойства — фосфорен оказался полупроводником и ауксетиком (материалом, который при растяжении не утончается, а, наоборот, расширяется в направлении, противоположном направлению растягивающей силы).
Работа опубликована в журнале Angewandte Chemie.