Los conductores iónicos rápidos vidriosos se pueden utilizar como electrolitos sólidos, materiales del cátodo, fibras conductoras y vidrios electrocrómicos debido a su alta conductividad iónica y buena transparencia. Si bien la conductividad de los conductores depende en gran medida de la organización de las redes de vidrio, es muy difícil caracterizar con precisión la estructura del vidrio, y por lo tanto, la relación entre la conductividad y las estructuras de vidrio rara vez se ha informado. La resonancia magnética nuclear de estado sólido (RMN) es extremadamente adecuada para sondear estructuras de vidrio debido a sus capacidades flexibles y completas para detectar la información de la estructura de los materiales vítreos a escala atómica.

En la actualidad, el dopaje de iones de metales de transición en vidrios de fosfato ha atraído una gran atención ya que los iones de metales de transición pueden modificar significativamente la conductividad eléctrica y las propiedades ópticas de los vidrios. La adición de haluro alcalino podría promover aún más la movilidad de los iones.

Más reciente, un equipo de investigación dirigido por el Instituto de Óptica y Mecánica Fina de Shanghai, Academia china de ciencias, ha investigado las estructuras de los vidrios conductores iónicos de fosfato dopado con MoO3 en detalle utilizando múltiples tecnologías de RMN de estado sólido. El estudio fue publicado en la Revista de química física C .

En sus experimentos, el PO _5/2 fue sustituido por la misma cantidad de MoO3. Los entornos locales de ³¹ PAG, ⁷ Li, y ³⁵ Los Cl se caracterizaron por espectros de RMN de un solo pulso. La distribución y conectividad de las redes de fósforo se estudiaron mediante experimentos de RMN bidimensionales. Se emplearon espectros Raman para detectar los entornos locales de Mo. También se han medido las impedancias complejas para obtener las conductividades iónicas de estos vidrios.

Descubrieron que la conductividad iónica se mejoraba unas 250 veces con la sustitución de PO5 / 2 por MoO3, y el valor máximo alcanzó 1.05 × 10 ^-5 S · cm ^-1 a 18 ° C para x =70. En estos vasos, Cl- iones solo unidos a Li ⁺ iones pero no P ⁵⁺ o Mo ⁶⁺ . Dentro del rango de x ≤ 20, las fases de fósforo dominaron las redes de vidrios y las cadenas de fósforo se rompieron en especies de fósforo dímero Q ⁽¹⁾ 0Mo por Li ⁺ iones. El número medio de Li ⁺ Los iones en la fase de fósforo aumentaron mucho. El aumento de la conductividad iónica debería deberse principalmente al aumento de Li ⁺ concentración de iones en las fases de fósforo y la generación de una estructura dímera más laxa.

Sin embargo, dentro del rango de 20 ≤ x ≤ 70, las especies de fósforo dímero se descompusieron gradualmente en ortofosfato Q ⁽⁰⁾ 1Mo especies dispersas en fases de molibdeno. Desde la disminución de PO _5/2 , una gran cantidad de Li ⁺ iones transferidos gradualmente de las fases de óxido de fósforo a las fases de óxido de molibdeno. En este rango, el aumento de la conductividad iónica debería deberse al aumento de Li ⁺ conductividad iónica en fases de molibdeno.

Este estudio desarrolla un modelo integral de evolución de la estructura de vidrio con composiciones y presenta una visión profunda de los efectos de las composiciones y estructuras sobre la conductividad iónica. Los resultados de este trabajo podrían ser valiosos para diseños de composición de electrolitos de vidrio.