Перовскит – достаточно редкий на нашей планете минерал, представляющий собой титанат кальция. Несмотря на редкость, в последнее время нанокристаллы этого минерала активно используются в технике. Особенно широко они применяются в оптических устройствах – лазерах, светодиодах и т. д. Однако нанокристаллы перовскита обладают одним досадным свойством: они недолговечны. Кристаллы достаточно быстро разрушаются, особенно если вступят во взаимодействие с водой. Это сильно ограничивает их применение.
Однако американские учёные смогли преодолеть эту проблему. Они создали более долговечные нанокристаллы перовскита. Для этого образцы помещаются в специальную защитную упаковку из пластика и кремнезёма. Об этой работе можно прочитать в журнале Science Advances.
Прежде всего необходимо отметить, что под названием «перовскит» объединяется целая группа сходных веществ. В данном исследовании использовалось одно из таких соединений – метиламмоний бромид свинца. Это очень сложное гибридное вещество перовскитной структуры. В наше время для того, чтобы получить нанокристаллы таких веществ, используются высокополярные растворители, которые приводят к дефектам в частицах, а это увеличивает вероятность быстрого распада кристаллов. Предложенный исследователями новый метод предполагает создание особой пластиковой «упаковки», которая состоит из нескольких слоёв полимеров. После этого в упаковку погружаются нанокристаллы кремнезёма и перовскита, и после нескольких реакций получалась конечная система. Пластик модифицирует поверхность нанокристаллов так, чтобы они приобретали нужные свойства.
Произведя необходимую реакцию, пластик остаётся прикреплённым к кремнезёму, который успел образовать вокруг перовскита плотную оболочку. Получается многослойная защита, которая препятствует проникновению в перовскит воды.
После создания нанокристаллов нового типа исследователи подвергли их суровому испытанию. Их, в частности, погружали в деионизированную воду. После этого их облучали ультрафиолетовым светом и проверяли, насколько долго они сохраняют свои фотолюминесцентные свойства. После тридцати минут постоянного облучения нанокристаллы с защитной оболочкой вообще не теряли свои свойства. Для сравнения в такую же воду погружались и обычные нанокристаллы перовскита, которые утрачивали фотолюминесцентные свойства всего через несколько секунд.
Нанокристаллы в «оболочке» позволяют настраивать их поверхностные характеристики, чтобы повысить прочность и эффективность преобразования энергии. Так что в будущем применение этих необычных частиц станет более широким. Процесс изготовления нанокристаллов нового типа имеет и другое преимущество: он использует лишь соединения, обладающие низкой токсичностью. Своё применение в технике перовскиты нашли лишь в последнее время; однако впервые они были найдены двести лет назад в Уральских горах.
Гарантия
Сервис
Подбор
Госзакупки
