Специалисты Санкт-Петербургского государственного университета и Института химии силикатов РАН разработали уникальное соединение с двумя полиморфными формами. Эксперименты подтвердили, что обе модификации обладают потенциалом для использования в качестве твердотельных электролитов в системах накопления энергии.
Совершенство через синтез
Природные минералы, несмотря на ценность, часто имеют дефекты и примеси. Лабораторный синтез позволяет создавать материалы с идеальной структурой. Исследование полиморфизма и суперионной проводимости открывает путь к разработке инновационных решений для промышленности и электроники.
Архитектура кристаллов
Ученые получили соединение K₂Na₈Ca(SO₄)₆, обнаружив у него две кристаллические формы. «Структура представляет собой плотную упаковку катионов или каркас из кластерных колонн, — пояснил профессор Станислав Филатов. — Элементы соединяются через общие вершины кислородных октаэдров и тетраэдров».
Наследие бубноваита
Ранее был известен минерал бубноваит, названный в честь профессора Риммы Бубновой. Новый материал, лишенный примесей, демонстрирует улучшенные свойства благодаря чистоте состава и контролируемому синтезу.
Температурные метаморфозы
Исследователи изучили поведение соединения при разных температурах. Рентгеноструктурный анализ и метод Ритвельда выявили, что при нагреве структурные блоки M(TO₄)₆ теряют упорядоченность, а при охлаждении — восстанавливают её. Это напрямую влияет на функциональность материала.
Суперионный прорыв
Нагрев вызывает переход в суперионное состояние с резким ростом электропроводности. Высокотемпературная форма превосходит по эффективности традиционный α-Na₂SO₄, что делает её идеальным кандидатом для аккумулирующих электростанций будущего.
Лаборатория возможностей
Работа выполнена с использованием оборудования Научного парка СПбГУ. Результаты не только расширяют знания о минералообразовании, но и задают вектор для создания экологичных энергетических систем.
