有机-无机杂化钙钛矿的图像

来源:©Bikash Kumar Shaw et al/施普林格Nature Limited 2021

四丙铵锰基无机-有机钙钛矿杂化玻璃的结构(II)

通过熔化和淬火有机-无机杂化钙钛矿化合物,科学家们创造了一种新的玻璃家族,可以在能源领域找到用途。

晶体材料在杂化有机-无机钙钛矿研究中引起了广泛的关注,因此一个国际研究团队转向了非晶体材料。之前的研究报告显示无定形钙钛矿存在,但这项新研究更进一步地描述了它们的特征。

该团队在此基础上制备了三种有机-无机杂化钙钛矿化合物tetrapropylammonium含锰(II)、铁(II)和钴(II),并将其熔化。根据作者凉山州这在法国的法国国家科学研究中心,他们不得不调整温度,以达到一个非常窄的温度窗口,平均在20度左右,这取决于所使用的每种金属——足够热来液化样品,但又不能热到分解它们。研究小组测量了玻璃进出的确切热量,以了解它们的性质,并详细描述了每一种。库德特说:“我们正在融化一种新型材料,制造出一种新型眼镜。”“我可能从来没有见过有这么多技术和信息的材料。看到所有这些方法结合在一起很有意思。”

“化学家制造东西是很好的,但了解和理解你制造的东西更令人兴奋,”合著者补充道弗雷德里克·布兰科他是利物浦大学的研究人员。“这通常是非晶态材料面临的关键挑战。”

不同材料熔融淬火玻璃的物理性能对比图

来源:©Bikash Kumar Shaw et al/施普林格Nature Limited 2021

不同材料熔淬玻璃的物理性能比较

越来越感兴趣在利用钙钛矿利用太阳能的能源工业中,该团队将这种新型玻璃的物理性能与其他材料(如二氧化硅)进行了比较。这种新型玻璃在室温下具有极低的热导率和中等的导电性,这意味着它们适用于热电应用。“我们对其在废热能源回收系统、发电系统、可再生能源和清洁能源等方面的工业应用充满希望,”第一作者说比卡肖他是英国剑桥大学的研究人员。他补充说:“我们可能会尝试用我们最近发现的眼镜来替代目前含有重元素和不适合环境的热电材料。”

Kavassery Narayan尼赫鲁高级科学研究中心(Jawaharlal Nehru Centre for Advanced Scientific Research)的一位物理学家对这项研究表示赞赏。他没有参与这项研究。“他们可以使用基于杂化钙钛矿的金属氧化物框架,然后通过熔化和快速冷却使其成为无定形,这是一项重要的发展。”玻璃的性质在导电和导热方面有很多应用。”

库德特补充说,利用这种对眼镜结构的详细了解来摆弄它的组件会很有趣。“由于眼镜是有机和无机的混合体,我们可以调整不同的组件。我们可以通过使用“乐高原理”来改变不同材料的属性,在这里我们改变砖块并获得不同的属性。他说:“我不认为这是一种目前能打败一切的材料,而更像是让我们看到一个事物可以被控制、调节和改进的未来。”