Um professor RUDN, junto com seus colegas de outras universidades de Moscou, descreveu o mecanismo de subprodutos produzidos no curso da síntese de perovskitas - minerais que têm inúmeras aplicações prospectivas, por exemplo. como supercondutores. A descoberta pode tornar sua produção mais rápida e eficiente. O artigo foi publicado em Química de Materiais .

As perovskitas são substâncias cristalinas que consistem em dois ou mais metais e contêm três átomos de oxigênio. Esses materiais são usados ​​como supercondutores, em células solares, lasers e sensores. A estrutura cristalina das perovskitas é formada em solventes como dimetilsulfóxido (DMSO), dimetilformamida (DMF), e gama-butirolactona (GBL). O principal problema de sua síntese está na formação de compostos intermediários entre as substâncias iniciais e as moléculas de um solvente. Isso complica o processo de cristalização e reduz os volumes do produto final.

Os autores estudaram a estrutura dos intermediários que se formaram no decorrer da síntese de perovskitas em GBL. O estudo foi baseado em perovskitas que contêm chumbo e átomos de diferentes halogênios (cloro, bromo, e iodo). Para ver os compostos formados no decorrer da reação, os pesquisadores usaram espectroscopia de espalhamento Raman. Durante o experimento, os químicos mudaram as proporções dos componentes de síntese iniciais e estudaram as estruturas formadas em cada caso.

“Fomos os primeiros a encontrar três tipos de fases intermediárias que se formam durante a cristalização da perovskita em gama-butirolactona. O primeiro tipo é semelhante às estruturas que já conhecemos, enquanto os tipos dois e três são novas formações superoctaédricas. Também descobrimos por que isso acontece. Em altas concentrações de íons de iodo em uma solução, a estrutura é dominada por moléculas de pequeno porte compostas por um átomo de chumbo e três átomos de iodo. Contudo, conforme a concentração de íons de iodo diminui, o solvente passa a desempenhar o papel principal. Formas superoctaédricas complexas dos intermediários são formadas sob sua influência, "diz Viktor Khrustalyov, um co-autor do estudo, Ph.D. em Química, e chefe do Departamento de Química Inorgânica da RUDN.

Tendo estudado como os produtos intermediários que retardam a reação e reduzem os volumes do produto final ocorrem no curso de uma reação, os químicos desenvolveram um método para evitá-lo. Para fazer isso, eles sugeriram depositar perovskitas como filmes finos e também usar soluções iniciais com maiores concentrações de iodo.