Um físico da Siberian Federal University (SFU) e do Kirensky Institute of Physics Federal Research Center KSC SB RAS (IF) descreveu a estrutura e as propriedades de uma nova substância obtida por seus colegas chineses. Estes são cristais em camadas de hidróxidos de metais de terras raras Ln ₂ (OH) ₄ TÃO ₄ (Ln =Eu-Lu, Y) que podem ser fontes ecológicas de fósforos (substâncias que transformam diferentes energias em emissão de luz) para painéis, telas e outros dispositivos eletrônicos. A descoberta foi relatada por Química:Um Jornal Europeu .

Como sempre, a descoberta aconteceu por acaso. Pesquisadores chineses sintetizaram uma nova substância em pó que mistura nitratos de metais de terras raras com sulfatos de amônia e hidratos. O composto continha elementos de terras raras, e, portanto, tinha propriedades luminescentes. Contudo, seu espectro era único e inconsistente com qualquer resultado esperado. Os cientistas ficaram surpresos ao saber que seu padrão de raios-X não era comparável a qualquer outro de seu banco de dados. Portanto, a substância não só tinha nova composição, mas pertencia a uma classe totalmente nova de compostos.

Em primeiro lugar, os pesquisadores tiveram que caracterizar a estrutura cristalina da substância para determinar os átomos em que ela consiste e sua localização em relação a cada um.

“O difícil é que não conseguimos obter a substância na forma de um monocristal, portanto, os métodos padrão de raios-X de cristal único não puderam ser usados. Determinar a estrutura do pó é uma tarefa muito complicada que requer vasta experiência e conhecimento, "disse Maksim Molokeev, um co-autor do trabalho, candidato de ciências físicas e matemáticas, pesquisador sênior do Kirensky Institute of Physics, e um tutor sênior na SFU.

Essa foi a tarefa que os cientistas chineses pediram a Maksim Molokeev para resolver. Ele conseguiu decodificar com sucesso o padrão de raios-X do pó. Descobriu-se que o novo material consistia em SO ₄₂ - tetraedros e íons de elementos de terras raras cercados por átomos de oxigênio na forma de um prisma trigonal de três capas. O então ₄₂ - os tetraedros estavam desordenados em várias posições, ou seja, esses elementos estruturais mudavam constantemente sua orientação no espaço e no tempo (tornando a interpretação da estrutura ainda mais difícil).

Depois que a estrutura deste composto em camadas foi determinada, confirmou sua natureza única. A substância era realmente parte de uma nova classe até então desconhecida. Além disso, os pesquisadores descobriram que o composto tinha propriedades muito raras e valiosas. Quando é aquecido a 800º C, a água é evaporada, deixando fósforo industrialmente útil apropriado para telas. Os métodos de produção tradicionais são "sujos, “e causam emissões de subprodutos tóxicos. A nova substância atinge os resultados desejados de forma ecologicamente correta.

No futuro, novos compostos isoestruturais (isto é, os compostos nos quais os íons são substituídos por outros diferentes sem alterações estruturais materiais) são provavelmente adicionados a esta classe de substâncias. Esses novos compostos podem ser usados ​​na fabricação de catalisadores, microeletrônica. Proteção UV, e outras áreas científicas e técnicas prospectivas.