Un physicien de l'Université fédérale de Sibérie (SFU) et du Kirensky Institute of Physics Federal Research Center KSC SB RAS (IF) a décrit la structure et les propriétés d'une nouvelle substance obtenue par ses collègues chinois. Ce sont des cristaux stratifiés d'hydroxydes de métaux des terres rares Ln 2 (OH) 4 DONC 4 (Ln=Eu-Lu, Y) qui peuvent être des sources écologiques de phosphores (substances qui transforment différentes énergies en émission lumineuse) pour les panneaux, écrans et autres appareils électroniques. La découverte a été signalée par Chimie :une revue européenne .

Comme d'habitude, la découverte s'est faite par hasard. Des chercheurs chinois ont synthétisé une nouvelle substance en poudre mélangeant des nitrates de métaux des terres rares avec des sulfates et des hydrates d'ammoniac. Le composé contenait des éléments de terres rares, et avait donc des propriétés luminescentes. Cependant, son spectre était unique et incompatible avec tout résultat attendu. Les scientifiques ont été surpris d'apprendre que son schéma de rayons X n'était comparable à aucun autre de leur base de données. Par conséquent, la substance avait non seulement une nouvelle composition, mais appartenait à une toute nouvelle classe de composés.

Tout d'abord, les chercheurs ont dû caractériser la structure cristalline de la substance pour déterminer les atomes qui la composent et leur emplacement les uns par rapport aux autres.

"Ce qui était difficile, c'est que nous n'avons pas pu obtenir la substance sous forme de monocristal, les méthodes standard de radiographie monocristalline n'ont donc pas pu être utilisées. Déterminer la structure de la poudre est une tâche très compliquée qui nécessite une vaste expérience et des connaissances, " a déclaré Maksim Molokeev, un co-auteur de l'ouvrage, candidat en sciences physiques et mathématiques, chercheur principal de l'Institut de physique Kirensky, et un tuteur senior à SFU.

C'est la tâche que les scientifiques chinois ont demandé à Maksim Molokeev de résoudre. Il a réussi à décoder avec succès le motif aux rayons X de la poudre. Il s'est avéré que le nouveau matériau était composé de SO 42 - des tétraèdres et des ions de terres rares entourés d'atomes d'oxygène en forme de prisme trigonal à trois calottes. Le SO 42 - les tétraèdres étaient désordonnés dans plusieurs positions, c'est-à-dire que ces éléments structurels ont constamment changé d'orientation dans l'espace et dans le temps (rendant l'interprétation de la structure encore plus difficile).

Après avoir déterminé la structure de ce composé stratifié, il a confirmé son caractère unique. La substance faisait vraiment partie d'une nouvelle classe jusqu'alors inconnue. De plus, les chercheurs ont découvert que le composé avait des propriétés très rares et précieuses. Lorsqu'il est chauffé à 800º C, l'eau est évaporée, laissant du phosphore industriellement utile approprié pour les écrans. Les méthodes de production traditionnelles sont « sales, " et provoquent des émissions de sous-produits toxiques. La nouvelle substance atteint les résultats souhaités d'une manière respectueuse de l'environnement.

À l'avenir, de nouveaux composés isostructuraux (c'est-à-dire les composés dans lesquels les ions sont remplacés par d'autres sans modifications structurelles matérielles) sont susceptibles d'être ajoutés à cette classe de substances. Ces nouveaux composés peuvent être utilisés dans la fabrication de catalyseurs, microélectronique. Protection UV, et d'autres domaines scientifiques et techniques prospectifs.