Une étude sur les effets d'une pression mécanique élevée sur le polyiodure TEAI a montré qu'il apporte une conductivité électrique exceptionnellement élevée à partir de l'état isolant, suggérant que le matériau peut être utile comme semi-conducteur commutable. Ce système pourrait représenter une alternative aux électrolytes en gel et aux liquides ioniques dans les cellules solaires à synthèse de colorant. Le papier, "Polymérisation induite par la pression et conductivité électrique d'un polyiodure, " a été publié dans Angewandte Chemie .

Les polyiodures présentent des propriétés électrochimiques utiles telles que le transport de porteurs de charge, haute densité d'énergie électrolytique, une réversibilité élevée de la réaction redox et une large gamme de conductivité électrique, tout dépendant des forces exercées par les contre-ions organiques - la pression chimique. Pour cette raison, les polyiodures ont été utilisés dans des applications techniques dans des dispositifs électroniques et électrochimiques tels que des batteries à flux, réservoirs de carburant, cellules solaires et dispositifs optiques sensibilisés aux colorants.

Dans cette étude, des chercheurs dirigés par le Pr Piero Macchi à l'Université de Berne et le Dr Nicola Casati au PSI ont utilisé la diffraction des rayons X sur poudre et monocristal, conductivité électrique, et premiers calculs de principe pour étudier la réponse d'un polyiodure, triiodure de di-iode de tétraéthylammonium (TEAI), à la compression obtenue par pression mécanique.

Par rapport à la pression chimique, la pression mécanique externe affecte plus considérablement le paysage inter- et intramoléculaire du cristal - une énorme contrainte de réseau peut induire des transformations de phase et même des réactions chimiques. En utilisant des cellules d'enclume en diamant, il est possible d'atteindre une pression de l'ordre de quelques dizaines de gigapascals, suffisamment élevé pour modifier considérablement l'énergie de Gibbs, augmenter l'énergie interne. De même, des changements d'énergie importants ne sont pas possibles par l'altération de la température dans les solides.

Bien que complémentaire, Les unités I3 et I2 sont clairement séparées et interagissent principalement électrostatiquement à pression ambiante. Les chercheurs ont découvert que la compression stimule leur approche - les calculs théoriques montrent que la contribution covalente augmente lorsque le matériau est comprimé. Finalement, cela conduit à la formation de chaînes CT, et une conductivité considérablement augmentée.

Ces caractéristiques font de TEAI un accordable, interrupteur électrique sensible à la pression. Des études structurales à haute pression permettent de rationaliser la synthèse et la recherche de futurs semi-conducteurs organiques et hybrides à base de PI. Les résultats de l'étude indiquent que le PI solide peut être utilisé comme électrolyte solide dans les cellules solaires à colorant, éliminant le besoin de gélifiants à base organique et de liquides ioniques en général.