Uno studio sugli effetti dell'elevata pressione meccanica sul poliioduro TEAI ha mostrato che esso apporta una conduttività elettrica insolitamente elevata a partire dallo stato isolante, suggerendo che il materiale può essere utile come semiconduttore commutabile. Questo sistema potrebbe rappresentare un'alternativa agli elettroliti gel e ai liquidi ionici nelle celle solari a sintesi di colorante. La carta, "Polimerizzazione indotta dalla pressione e conduttività elettrica di un poliioduro, " è stato pubblicato in Angewandte Chemie .

I poliioduri presentano proprietà elettrochimiche utili come il trasporto di portatori di carica, alta densità di energia dell'elettrolito, elevata reversibilità della reazione redox e un'ampia gamma di conduttività elettrica, tutto a seconda delle forze esercitate dai controioni organici:pressione chimica. Per questa ragione, i poliioduri sono stati utilizzati in applicazioni tecniche in dispositivi elettronici ed elettrochimici come batterie a flusso, celle a combustibile, celle solari e dispositivi ottici sensibilizzati al colorante.

In questo studio, i ricercatori guidati dal Prof. Piero Macchi dell'Università di Berna e dal Dr. Nicola Casati del PSI hanno utilizzato la diffrazione di raggi X da polvere e da cristallo singolo, conduttività elettrica, e primi calcoli di principio per studiare la risposta di un poliioduro, triioduro di tetraetilammonio di-iodio (TEAI), alla compressione ottenuta mediante pressione meccanica.

Rispetto alla pressione chimica, la pressione meccanica esterna influisce in modo più sostanziale sul paesaggio intermolecolare e intramolecolare:un'enorme deformazione del reticolo può indurre trasformazioni di fase e persino reazioni chimiche. Usando celle di incudine diamantate, è possibile ottenere pressioni dell'ordine di decine di gigapascal, abbastanza alto da cambiare significativamente l'energia di Gibbs, aumento dell'energia interna. Allo stesso modo non sono possibili grandi cambiamenti di energia attraverso l'alterazione della temperatura nei solidi.

Sebbene complementari, Le unità I3 e I2 sono chiaramente separate e interagiscono principalmente in modo elettrostatico a pressione ambiente. I ricercatori hanno scoperto che la compressione stimola il loro approccio:i calcoli teorici mostrano che il contributo covalente aumenta quando il materiale viene compresso. In definitiva, questo porta alla formazione di catene CT, e conducibilità drasticamente aumentata.

Queste caratteristiche rendono TEAI un sintonizzabile, interruttore elettrico sensibile alla pressione. Studi strutturali ad alta pressione possono razionalizzare la sintesi e ricercare futuri semiconduttori organici e ibridi basati su PI. I risultati dello studio indicano che il PI solido può essere utilizzato come elettroliti solidi nelle celle solari sensibilizzate con colorante, eliminando la necessità di gelatiere a base organica e liquidi ionici in genere.