Een natuurkundige van de Siberische Federale Universiteit (SFU) en het Kirensky Institute of Physics Federal Research Center KSC SB RAS (IF) heeft de structuur en eigenschappen beschreven van een nieuwe stof die is verkregen door zijn Chinese collega's. Dit zijn gelaagde kristallen van zeldzame aardmetaalhydroxiden Ln ₂ (OH) ₄ DUS ₄ (Ln=Eu-Lu, Y) die milieuvriendelijke bronnen van fosforen kunnen zijn (stoffen die verschillende energieën omzetten in lichtemissie) voor panelen, schermen en andere elektronische apparaten. De ontdekking werd gemeld door Chemie:een Europees tijdschrift .

Zoals gewoonlijk, de ontdekking gebeurde bij toeval. Chinese onderzoekers synthetiseerden een nieuwe poedersubstantie door nitraten van zeldzame aardmetalen te mengen met ammoniaksulfaten en -hydraten. De verbinding bevatte zeldzame aardelementen, en had daardoor lichtgevende eigenschappen. Echter, het spectrum was uniek en inconsistent met elk verwacht resultaat. Wetenschappers waren verrast om te horen dat het röntgenpatroon ervan niet vergelijkbaar was met andere uit hun database. Daarom, de stof had niet alleen een nieuwe samenstelling, maar behoorde tot een geheel nieuwe klasse van verbindingen.

Allereerst, de onderzoekers moesten de kristalstructuur van de stof karakteriseren om te bepalen uit welke atomen het bestaat en hun locatie ten opzichte van elkaar.

"Wat er moeilijk aan was, was dat we de stof niet in de vorm van een eenkristal konden verkrijgen, dus standaard monokristallijne röntgenmethoden konden niet worden gebruikt. Het bepalen van de structuur van poeder is een zeer gecompliceerde taak die veel ervaring en kennis vereist, " zei Maksim Molokeev, een co-auteur van het werk, kandidaat voor fysische en wiskundige wetenschappen, senior onderzoeker van het Kirensky Institute of Physics, en een senior tutor bij SFU.

Dit was de taak die Chinese wetenschappers Maksim Molokeev vroegen op te lossen. Hij slaagde erin om met succes het röntgenpatroon van het poeder te ontcijferen. Het nieuwe materiaal bleek te bestaan ​​uit SO ₄₂ - tetraëders en ionen van zeldzame aardelementen omgeven door zuurstofatomen in de vorm van een trigonaal prisma met drie kapjes. de SO ₄₂ - tetraëders waren in verschillende posities ongeordend, d.w.z. deze structurele elementen veranderden voortdurend van oriëntatie in ruimte en tijd (waardoor de interpretatie van de structuur nog moeilijker wordt).

Nadat de structuur van deze gelaagde verbinding was bepaald, het bevestigde zijn unieke karakter. De stof maakte echt deel uit van een nieuwe, voorheen onbekende klasse. Bovendien, de onderzoekers ontdekten dat de verbinding zeer zeldzame en waardevolle eigenschappen had. Wanneer het wordt verwarmd tot 800º C, water verdampt, waardoor industrieel bruikbare fosfor geschikt is voor schermen. Traditionele productiemethoden zijn "vuile, " en veroorzaken uitstoot van giftige bijproducten. De nieuwe stof bereikt op een milieuvriendelijke manier de gewenste resultaten.

In de toekomst, nieuwe iso-structurele verbindingen (d.w.z. de verbindingen waarin ionen worden vervangen door andere zonder materiële structurele veranderingen) zullen waarschijnlijk aan deze klasse van stoffen worden toegevoegd. Deze nieuwe verbindingen kunnen worden gebruikt bij de vervaardiging van katalysatoren, micro-elektronica. UV bescherming, en andere toekomstige wetenschappelijke en technische gebieden.