Un físico de la Universidad Federal de Siberia (SFU) y el Centro de Investigación Federal del Instituto Kirensky de Física KSC SB RAS (IF) ha descrito la estructura y propiedades de una nueva sustancia obtenida por sus colegas chinos. Estos son cristales en capas de hidróxidos de metales de tierras raras Ln ₂ (OH) ₄ ASI QUE ₄ (Ln =Eu-Lu, Y) que pueden ser fuentes ecológicas de fósforos (sustancias que transforman diferentes energías en emisión de luz) para paneles, pantallas y otros dispositivos electrónicos. El descubrimiento fue informado por Química:una revista europea .

Como siempre, el descubrimiento ocurrió por casualidad. Investigadores chinos sintetizaron una nueva sustancia en polvo que mezcla nitratos de metales de tierras raras con sulfatos e hidratos de amoníaco. El compuesto contenía elementos de tierras raras, y por tanto tenía propiedades luminiscentes. Sin embargo, su espectro era único e inconsistente con cualquier resultado esperado. Los científicos se sorprendieron al saber que su patrón de rayos X no era comparable a ningún otro de su base de datos. Por lo tanto, la sustancia no solo tenía nueva composición, pero pertenecía a una clase completamente nueva de compuestos.

En primer lugar, los investigadores tuvieron que caracterizar la estructura cristalina de la sustancia para determinar los átomos que la componen y su ubicación entre sí.

"Lo difícil es que no pudimos obtener la sustancia en forma de monocristal, por lo que no se pudieron utilizar los métodos estándar de rayos X de monocristal. Determinar la estructura a partir del polvo es una tarea muy complicada que requiere una gran experiencia y conocimiento. "dijo Maksim Molokeev, un coautor del trabajo, candidato de ciencias físicas y matemáticas, investigador principal del Instituto de Física Kirensky, y un tutor senior en SFU.

Esta fue la tarea que los científicos chinos le pidieron a Maksim Molokeev que resolviera. Logró decodificar con éxito el patrón de rayos X del polvo. Resultó que el nuevo material consistía en SO ₄₂ - tetraedros e iones de elementos de tierras raras rodeados por átomos de oxígeno en forma de prisma trigonal de tres capas. La tan ₄₂ - los tetraedros estaban desordenados en varias posiciones, es decir, estos elementos estructurales cambiaban constantemente su orientación en el espacio y el tiempo (lo que dificultaba aún más la interpretación de la estructura).

Después de determinar la estructura de este compuesto en capas, confirmó su naturaleza única. La sustancia era realmente parte de una nueva clase previamente desconocida. Es más, los investigadores descubrieron que el compuesto tenía propiedades muy raras y valiosas. Cuando se calienta a 800 ° C, el agua se evapora, dejando fósforo industrialmente útil apropiado para pantallas. Los métodos de producción tradicionales son "sucios, "y provocar emisiones de subproductos tóxicos. La nueva sustancia consigue los resultados deseados de forma ecológica.

En el futuro, Es probable que se añadan a esta clase de sustancias nuevos compuestos isoestructurales (es decir, los compuestos en los que los iones se reemplazan por otros diferentes sin cambios estructurales materiales). Estos nuevos compuestos pueden usarse en la fabricación de catalizadores, microelectrónica. Protección UV, y otras áreas científicas y técnicas prospectivas.