Российские ученые создали кристалл с танцующими атомами для «зеленой» энергетики

В ходе совместного исследования специалисты Кольского научного центра РАН и Санкт-Петербургского государственного университета синтезировали уникальное неорганическое соединение. Новый материал, состоящий из меди, ванадия, цезия и брома (формула Cs₂Cu₂[V₄O₁₂]Br₂), демонстрирует беспрецедентную подвижность внутренней структуры.

Российские ученые создали кристалл с танцующими атомами для «зеленой» энергетики

Синтез был осуществлен методом химического транспорта в запаянной кварцевой ампуле с температурным градиентом при 550 °C. Полученные кристаллы представляют собой сложную многослойную архитектуру, где каркас из ванадатных колец и медных фрагментов стабилизирован атомами цезия и брома.

Ключевое открытие заключается в поведении этих ванадатных колец. При изменении температуры они совершают согласованные повороты, напоминая работу гигантских молекулярных шестеренок, без разрушения самого кристалла. Исследователи зафиксировали три фазовых перехода:

  • При высоких температурах (выше 550 К) кольца ориентированы строго по осям решетки.
  • При умеренном охлаждении начинается синхронное вращение: соседние слои поворачиваются в противоположные стороны.
  • При низких температурах (ниже 300 К) происходит полная синхронизация, и все кольца во всех слоях выстраиваются в одном направлении.

Это фундаментальное исследование имеет огромное прикладное значение для «зеленой» энергетики. Свойства медно-ванадиевых материалов напрямую зависят от их атомной геометрии, что критически важно для процессов фотокаталитического расщепления воды и получения водорода. Понимание механизмов термической перестройки позволяет прогнозировать поведение материала в реальных условиях эксплуатации и является шагом к созданию более эффективных и стабильных катализаторов будущего.

Читайте также

Ученых шокировала змея, охотящаяся с помощью фальшивого паука на хвосте

Ученых шокировала змея, охотящаяся с помощью фальшивого паука на хвосте

Стартап Hylenr Technologies заявил об обнаружении 32 элементов после эксперимента с ядерным синтезом

Стартап Hylenr Technologies заявил об обнаружении 32 элементов после эксперимента с ядерным синтезом

ООН предупредила: глобальное потепление вскоре превысит критический порог в 1,5 °C

ООН предупредила: глобальное потепление вскоре превысит критический порог в 1,5 °C

Фотон от мощнейшего космического взрыва мог указать на нарушение законов Эйнштейна

Фотон от мощнейшего космического взрыва мог указать на нарушение законов Эйнштейна

Глубоководная рыба умеет ходить по дну задом наперед

Глубоководная рыба умеет ходить по дну задом наперед

Археологи раскрыли истинные причины каннибализма в неолитической Европе

Археологи раскрыли истинные причины каннибализма в неолитической Европе

Ученые выяснили, почему воспоминания не исчезают даже при потере связей в мозге

Ученые выяснили, почему воспоминания не исчезают даже при потере связей в мозге

ИИ OpenAI заявил о решении одной из семи задач тысячелетия

ИИ OpenAI заявил о решении одной из семи задач тысячелетия

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

15 технологий древности, которыми человечество пользуется до сих пор

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Состоялся запуск новейшего космического телескопа NASA

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

Семь самых больших машин в истории: гиганты весом в тысячи тонн и длиной в километры

20 лет назад Плутон перестал быть планетой — почему с этим до сих пор не все согласны?

20 лет назад Плутон перестал быть планетой — почему с этим до сих пор не все согласны?

Два частных спутника сблизились на расстояние всего 200 метров на орбите

Два частных спутника сблизились на расстояние всего 200 метров на орбите

В США создали квантовый датчик, потребляющий всего 5 милливатт

В США создали квантовый датчик, потребляющий всего 5 милливатт

Солнце могло поглотить суперземлю в несколько раз массивнее Земли

Солнце могло поглотить суперземлю в несколько раз массивнее Земли

Открыт новый вид льда, способный объяснить тайны Нептуна и Урана

Открыт новый вид льда, способный объяснить тайны Нептуна и Урана