Especialistas da Universidade Nacional de Pesquisa Nuclear MEPhI atualizaram um método para sintetizar óxidos complexos. Isso resultará em materiais com as melhores propriedades para criar matrizes de reciclagem de resíduos radioativos e revestimentos de cerâmica resistentes ao calor. Além disso, os novos materiais podem atuar como revestimentos resistentes ao calor em motores e turbinas de aeronaves.
Nos últimos anos, pesquisadores têm estudado óxidos complexos no Ln 2 O 3 -MO 2 sistemas onde Ln denota elementos de terras raras, com M representando um elemento do subgrupo de titânio. Os cientistas estão interessados no fenômeno de transição de fase para uma conversão de "ordem" em "caos". Este fenômeno lida com a posição dos átomos dentro das redes cristalinas.
Como uma regra, artigos de pesquisa fornecem dados obtidos durante estudos da estrutura e propriedades do Ln cristalizado 2 M 2 O 7 compostos, obtido usando um método de síntese em fase sólida de alta temperatura. Nesse caso, os cientistas estão interessados na transição do composto amorfo para um estado cristalino.
De acordo com os autores do artigo de pesquisa, este método torna impossível coletar dados sobre a formação de estruturas de nanocristais e sua evolução.
Os pesquisadores do MEPhI usaram outro método de síntese baseado no disparo de precursores amorfos a priori de substâncias futuras obtidas pelo depósito de soluções de sal de metal, em diferentes temperaturas.
“Observamos o processo de mudança da estrutura atômica e eletrônica dos referidos óxidos complexos durante a evolução, bem como a evolução de substâncias amorfas em nanocristais e estruturas de cristal, pela primeira vez, "disse o professor Alexei Menushenkov do Departamento de Física do Estado Sólido e Nanossistemas." Provamos que a espectroscopia de absorção de raios-X e a espectroscopia de dispersão combinada são sensíveis a mudanças eletrônicas e na estrutura atômica em óxidos complexos, dependendo do tipo de elementos de terras raras e métodos de preparação, " ele adicionou.
O uso de pesquisas exclusivas e métodos combinados tornou-se um aspecto importante deste trabalho. Os cientistas usaram o método de espectroscopia de absorção de raios-X e difração de raios-X envolvendo radiação síncrotron, o método combinado de espectroscopia de dispersão e espectroscopia de infravermelho, Microscópios eletrônicos de varredura de raios-X com funções de análise de dispersão de energia e análise gravimétrica térmica.
Uma combinação desses métodos complicados e caros nos deu dados sobre as estruturas catiônicas e aniônicas em mudança de uma substância. Métodos adicionais foram usados para analisar amostras de substâncias.
Os pesquisadores usaram os métodos de estrutura fina de absorção de raios-X estendida (EXAFS) e de absorção de raios-X perto da estrutura da borda (XANES) para estudar as mudanças na estrutura atômica e eletrônica de um material na estação BM08 (LISA) do European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) ) em Grenoble, França, no âmbito do projeto HC-3039 para o uso de emissores de feixe, com a equipe de Menushenkov ganhando um concurso e obtendo permissão para usá-los.
De acordo com os cientistas, os resultados do projeto são importantes para a pesquisa fundamental e no contexto da obtenção de propriedades ótimas de óxidos complexos para várias aplicações práticas. Os novos materiais cerâmicos podem ser usados para fazer revestimentos de proteção contra calor, matrizes para reciclagem de resíduos radioativos e para elementos combustíveis no estado sólido. Também é possível usá-los para fazer materiais que absorvem nêutrons em reatores nucleares.
