Un professore RUDN, insieme ai suoi colleghi di altre università di Mosca, ha descritto il meccanismo dei sottoprodotti prodotti nel corso della sintesi delle perovskiti, minerali che hanno numerose potenziali applicazioni, per esempio. come superconduttori. La scoperta potrebbe rendere la loro produzione più veloce ed efficiente. L'articolo è stato pubblicato su Chimica dei materiali .

Le perovskiti sono sostanze cristalline costituite da due o più metalli e contengono tre atomi di ossigeno. Questi materiali sono usati come superconduttori, nelle celle solari, laser e sensori. La struttura cristallina delle perovskiti si forma in solventi come il dimetilsolfossido (DMSO), dimetilformammide (DMF), e gamma-butirrolattone (GBL). Il problema principale con la loro sintesi risiede nella formazione di composti intermedi tra le sostanze iniziali e le molecole di un solvente. Ciò complica il processo di cristallizzazione e riduce i volumi del prodotto finale.

Gli autori hanno studiato la struttura degli intermedi che si sono formati nel corso della sintesi delle perovskiti in GBL. Lo studio si è basato su perovskiti che contengono piombo e atomi di diversi alogeni (cloro, bromo, e iodio). Per vedere i composti formati nel corso della reazione, i ricercatori hanno utilizzato la spettroscopia di dispersione Raman. Durante l'esperimento, i chimici cambiarono i rapporti dei componenti di sintesi iniziali e studiarono le strutture formatesi in ciascun caso.

"Siamo stati i primi a trovare tre tipi di fasi intermedie che si formano nel corso della cristallizzazione della perovskite nel gamma-butirrolattone. Il primo tipo è simile alle strutture che ci sono già familiari, mentre i tipi due e tre sono nuove formazioni superottaedriche. Abbiamo anche scoperto perché succede. Ad alte concentrazioni di ioni iodio in una soluzione, la struttura è dominata da molecole di piccole dimensioni costituite da un piombo e tre atomi di iodio. Però, man mano che la concentrazione di ioni iodio diminuisce, il solvente inizia a svolgere il ruolo di primo piano. Sotto la sua influenza si formano complesse forme superottaedriche degli intermediari, "dice Viktor Khrustalyov, coautore dello studio, dottorato di ricerca in chimica, e capo del Dipartimento di Chimica Inorganica della RUDN.

Avendo studiato come si verificano i prodotti intermedi che rallentano la reazione e riducono i volumi del prodotto finale nel corso di una reazione, i chimici hanno sviluppato un metodo per evitarlo. Fare così, hanno suggerito di depositare le perovskiti come film sottili e anche di utilizzare soluzioni iniziali con concentrazioni di iodio più elevate.