* 68 символов *
Ломая стереотипы ионной проводимости
Обычно жидкость при затвердевании "фиксирует" молекулы, что приводит к замедлению движения ионов и заметному падению их проводимости. Но исследователи Оксфордского университета создали уникальный класс электролитов, преодолевающих это ограничение.
Молекулы необычной конструкции
Ключом к успеху стали органические ионные соединения с особой структурой. Каждая молекула похожа на колесо с плоской сердцевиной, от которой отходят длинные гибкие "усики" боковых цепей. Положительный заряд равномерно "размазан" по молекуле благодаря движению электронов, что предотвращает её прочную связь с отрицательными партнерами. Это позволяет анионам свободно мигрировать сквозь окружающие их гибкие структуры.
Динамичный порядок в твердом состоянии
При затвердевании эти удивительные ионы самопроизвольно выстраиваются в упорядоченные столбцы, напоминающие статичные стержни, облепленные множеством подвижных "кистей". Несмотря на общую строгую структуру, из-за гибкости боковых цепей остается достаточно пространства для ионов, которые перемещаются здесь почти так же легко, как в жидкости.
Мощный результат:
Формируется динамичная кристаллическая среда, обеспечивающая отличную подвижность отрицательных ионов как в твердом, так и в жидком состоянии без ожидаемо резкого снижения проводимости.
Признаки впечатляющего прорыва
Исследовательская команда с радостью отмечает удивительное постоянство в поведении материала. Его ионная проводимость не меняется при переходе между жидким, жидкокристаллическим и твёрдым состоянием, что стало неожиданным результатом. Дальнейшие испытания также доказали воспроизводимость этого революционного механизма с различными типами ионов.
Широкие горизонты применения
Настоящий прорыв открывает возможности для разработки принципиально новых твёрдых электролитов, которые будут легче и безопаснее существующих. Поразительная особенность этих материалов позволяет вводить электролит в устройство в жидкой форме для идеального контакта с электродами, а потом безопасно использовать его уже в затвердевшем виде, сохранив высокую ионную проводимость при комнатной температуре.
Перспективы и развитие
Эти "дышащие" твёрдые электролиты обещают улучшение батарей, сенсоров и электрохромных дисплеев, где органические соединения часто превосходят неорганические благодаря лёгкости, гибкости и потенциалу возобновляемого сырья.
Учёные из Оксфорда теперь сосредоточены на повышении проводимости новых материалов, расширении диапазона их совместимости и интеграции в устройства для передовых вычислительных задач.
Источник: scientificrussia.ru
