Zuurstof spiraal

Zuurstof vormt onder zeer hoge druk spiraalketens die niet geleiden. Dit blijkt uit een computervoorspelling uitgevoerd door Li Zhu en Ziwei Wang van Jilin University uit Changchun, China, beschreven in PNAS.

Door middel van de CALYPSO methode (crystal structure analysis by particle-swarm optimization) is voorspeld dat bij een druk van 2 terapascal (TPa) de nieuwe structuur ontstaat. Het gaat om een spiraal met vier zuurstof atomen per draaiing.

Bij ‘lagere’ drukken, tot 1,92 TPa, voorspelde de computer zuurstof in de metallische, super-geleidende O8 structuur, die inderdaad al eerder bevestigd werd. Bij het verhogen van de druk liet de computer echter de nieuwe structuur zien die, tot verbazing van de wetenschappers, niet-geleidend is. Het is de eerste suggestie dat supergeleidende materialen bij toenemende druk weer ongeleidend worden. De volgende stap in het onderzoek is om de nieuwe zuurstofstructuur experimenteel te bevestigen.

Een extra curiositeit is dat de O4-spiraal de eerste ontdekte zuurstofstructuur is die is opgebouwd uit losse zuurstofatomen, in plaats van O2-moleculen. Dit werd afgeleid van de onderlinge afstanden tussen de individuele atomen waaruit de keten is opgebouwd.

Deze kennis helpt het gedrag van zuurstof te begrijpen bij zeer hoge druk, zoals die voor kan komen in de kernen van grote planeten.

Bron: PNAS

Onderwerpen