Учени откриха перспективни материали за електрониката и батериите, просто като прекъснаха известни процеси

Изследователи от Университета на Уоруик и Университета на Бирмингам погледнаха по нов начин на добре известните реакции за синтез на различни материали. Те предположиха, че ако реакциите бъдат прекъснати преди получаването на известния резултат, може да се получи материал с досега неизвестни свойства, като не е изключено тези свойства да се окажат уникални и търсени от индустрията. Те не са сгрешили – този подход проработил.

По-конкретно, учените изследваха процеса на получаване на досега неизвестна стабилна форма на бисмутовия ванадат (BiVO4).

При нагряването на изходните вещества се получава материал с широка забранена зона, чиито свойства са интересни като катализатори за производството на синтетично гориво и акумулатори. Учените решиха да не довеждат процеса до край и спряха нагряването значително по-рано. В хода на експериментите си учените успяха да изолират нова стабилна форма на съединението – β-BiVO4.

Оказа се, че за разлика от известните модификации на BiVO4, получената модификация притежава значително по-широка забранена зона. Благодарение на това материалът взаимодейства по различен начин със светлината, което открива възможности за прецизно настройване на неговите оптични и каталитични свойства. BiVO4 традиционно се счита за перспективен фотоанод за синтеза на „слънчево“ гориво: той ефективно абсорбира видимата светлина и осигурява достатъчно енергия за реакцията на разлагане на водата с получаване на водород. По този начин новата β-фаза по очевиден, но все още не напълно ясен начин разширява диапазона на регулируемите параметри за фотоелектрохимичните системи.

Изследователите нарекоха своя подход „търсене на междинни материали“. Те доказаха, че такива материали могат да притежават дори по-ценни свойства, отколкото тези, които биха се получили при довеждане на реакциите до край . Авторите подчертават, че чрез контролиране на условията на нагряване, химията на прекурсорите и процеса на разпадане, е възможно целенасочено да се получат досега неизвестни фази на известни материали. Такъв подход се различава принципно от класическия синтез и отваря нов път към създаването на материали за слънчевата енергетика, катализа и електрониката. Такива „скрити“ материали могат да съществуват във всяка област в огромно количество – просто досега никой не ги е търсил.

Изследването на учените е публикувано в списание Nature Communications.