Учёные создали органические электролиты, которые одинаково хорошо проводят ионы в твёрдом и жидком состоянии
Учёные из Оксфордского университета и их коллеги синтезировали новый класс органических материалов, которые сохраняют высокую ионную проводимость даже при переходе из жидкого состояния в твёрдое. Исследование опубликовано в журнале Science.
Профессор Пол МакГонигал. Автор: Томас Плейер, Оксфордский университет.
Обычно при затвердевании движение ионов в материале резко замедляется. Новые материалы, названные «состояние-независимыми электролитами» (SIE), нарушают это правило. Их молекулы имеют плоский дисковидный центр с длинными гибкими боковыми цепями, похожими на щетки.
В твёрдом состоянии эти молекулы самоорганизуются в жёсткие колонны, окружённые гибкими «руками», создавая пространство для свободного движения отрицательных ионов. Структура напоминает статические ролики в автомойке.
«Мы были поражены, обнаружив, что поведение материала не меняется при переходе между жидкой, жидкокристаллической и твёрдой фазами. Это был действительно впечатляющий результат», — заявил ведущий автор работы профессор Пол МакГонигал.
Схематическая иллюстрация структуры SIE и его свойств. Подвижные ионы (зелёные) диффундируют через сеть колонн органических противоионов (оранжевые). Автор: Пол МакГонигал.
Изображение материала в твёрдом состоянии под поляризационным микроскопом. Автор: Доктор Стивен Коулинг, Йоркский университет.
Доктор Алисса-Дженнифер Авестро (слева) и Аникет Талреджа (справа) на кафедре химии Оксфордского университета. Автор: Томас Плейер, Оксфордский университет.
Как отметила первый автор статьи, аспирантка Джульетта Барклай, открытие меняет представления о работе материалов и открывает новые возможности для создания более безопасных и лёгких твердотельных устройств, таких как батареи, сенсоры и электрохромные дисплеи.
В настоящее время команда работает над увеличением проводимости и универсальности материалов, а также над их применением в электронных устройствах для вычислений.
0 комментариев