一种新型高能密度和超硬材料
物电学院李印威博士对新型材料的研究取得突破，其通过第一性原理计算提出了一种新型的高能密度及超硬材料，相关研究成果已发表在《物理评论快报》(PRL)。
N≡N三键(键能954 kJ/mol)在高压下可转变为N-N单键(键能160 kJ/mol)，由于两种键之间巨大的键能差异，当N-N键再转变为N≡N键时会释放巨大能量，可作为较好的高能密度材料。然而，在纯N2中，N-N单键的形成需要极高的压强（>100 GPa），而且N-N单键形式的N2无法保留到常压下，这限制了其作为高能密度材料的应用。最近，物电学院李印威博士与本学院郝健博士、卡内基研究所的刘寒雨博士、加拿大萨省大学的卢思宇博士以及John S. Tse院士提出了一种新型高能密度材料。利用结构预测软件CALYPSO结合第一性原理计算，他们发现层状的h-BN和N2分子可以反应形成一种新的B-N化合物：B3N5。在常压下N2可以在h-BN层间自由旋转且以N≡N三键形式存在。研究表明，B3N5中的N≡N三键在15 GPa时就可以转变为N-N单键，而且可以保留到常压下，是一种潜在的高能密度材料。此外，B3N5还是一种超硬材料，硬度值可达44 GPa，在工业等领域也有潜在的应用。
李印威博士是我院2011年引进的优秀博士，仅2015年，李印威博士已在PRL（物理领域的顶级期刊）发表两篇文章，在Nature旗下Scientific Reports发表一篇文章。
该项工作得到国家自然科学基金、江苏省自然科学基金以及江苏省优势学科的资助。
文章链接：http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.115.105502
B3N5结构示意图