Un fisico della Siberian Federal University (SFU) e del Kirensky Institute of Physics Federal Research Center KSC SB RAS (IF) ha descritto la struttura e le proprietà di una nuova sostanza ottenuta dai suoi colleghi cinesi. Questi sono cristalli stratificati di idrossidi di metalli delle terre rare Ln ₂ (OH) ₄ COSÌ ₄ (Ln=Eu-Lu, Y) che possono essere fonti ecocompatibili di fosfori (sostanze che trasformano energie diverse in emissioni luminose) per i pannelli, schermi e altri dispositivi elettronici. La scoperta è stata segnalata da Chimica:una rivista europea .

Come di solito, la scoperta è avvenuta per caso. Ricercatori cinesi hanno sintetizzato una nuova sostanza in polvere mescolando nitrati di metalli delle terre rare con solfati e idrati di ammoniaca. Il composto conteneva elementi di terre rare, e quindi aveva proprietà luminescenti. Però, il suo spettro era unico e incoerente con qualsiasi risultato atteso. Gli scienziati sono rimasti sorpresi nell'apprendere che il suo modello a raggi X non era paragonabile a nessun altro dal loro database. Perciò, la sostanza non solo aveva una nuova composizione, ma apparteneva a una classe completamente nuova di composti.

Prima di tutto, i ricercatori hanno dovuto caratterizzare la struttura cristallina della sostanza per determinare gli atomi di cui è composta e la loro posizione l'uno rispetto all'altro.

"La cosa difficile è che non siamo stati in grado di ottenere la sostanza sotto forma di un monocristallo, quindi non è stato possibile utilizzare i metodi radiografici standard a cristallo singolo. La determinazione della struttura dalla polvere è un compito molto complicato che richiede una vasta esperienza e conoscenza, " disse Maksim Molokeev, coautore dell'opera, candidato di scienze fisiche e matematiche, ricercatore senior del Kirensky Institute of Physics, e un tutor senior presso SFU.

Questo era il compito che gli scienziati cinesi hanno chiesto di risolvere a Maksim Molokeev. È riuscito a decodificare con successo il modello a raggi X della polvere. Si è scoperto che il nuovo materiale era costituito da SO ₄₂ - tetraedri e ioni di elementi di terre rare circondati da atomi di ossigeno sotto forma di un prisma trigonale a tre punte. Il SO ₄₂ - i tetraedri erano disordinati in più posizioni, cioè questi elementi strutturali cambiavano costantemente il loro orientamento nello spazio e nel tempo (rendendo ancora più difficile l'interpretazione della struttura).

Dopo che la struttura di questo composto stratificato è stata determinata, ha confermato la sua unicità. La sostanza era davvero una parte di una nuova classe precedentemente sconosciuta. Inoltre, i ricercatori hanno scoperto che il composto aveva proprietà molto rare e preziose. Quando viene riscaldato a 800º C, l'acqua evapora, lasciando fosforo industriale utile appropriato per gli schermi. I metodi di produzione tradizionali sono "sporchi, " e causare emissioni di sottoprodotti tossici. La nuova sostanza raggiunge i risultati desiderati in modo ecologico.

Nel futuro, è probabile che a questa classe di sostanze vengano aggiunti nuovi composti iso-strutturali (cioè i composti in cui gli ioni vengono sostituiti con altri diversi senza cambiamenti strutturali materiali). Questi nuovi composti possono essere utilizzati nella produzione di catalizzatori, microelettronica. Protezione UV, e altre potenziali aree scientifiche e tecniche.