Исследователи из Университета Уорика и Университета Бирмингема предложили инновационный подход к синтезу материалов. Они предположили, что если прервать химическую реакцию до достижения конечного, привычного результата, можно получить новые соединения с уникальными и востребованными промышленностью характеристиками. Эксперименты подтвердили эту гипотезу.
Учёные сосредоточились на изучении процесса создания ванадата висмута (BiVO4). При стандартном нагреве исходных веществ получается материал с широкой запрещённой зоной, который активно применяется в качестве катализатора при производстве синтетического топлива и в производстве аккумуляторов. Однако исследователи решили остановить процесс термической обработки значительно раньше завершения цикла.
В ходе эксперимента специалистам удалось выделить новую стабильную фазу соединения — β-BiVO4. Выяснилось, что новая модификация обладает значительно более широкой запрещённой зоной по сравнению с известными формами BiVO4. Это существенно меняет характер взаимодействия материала со светом, позволяя более точно настраивать его оптические и каталитические свойства.
Традиционно ванадат висмута считается перспективным фотоанодом для получения «солнечного» топлива, так как он эффективно поглощает видимый свет, обеспечивая энергию для расщепления воды и выработки водорода. Полученная β-фаза расширяет возможности управления параметрами фотоэлектрохимических систем, хотя полный потенциал этого открытия ещё предстоит изучить.
Авторы работы назвали свой метод поиском «промежуточных материалов». Исследование доказало, что такие фазы могут обладать свойствами, превосходящими конечные продукты классического синтеза. Учёные отмечают, что, контролируя условия нагрева, химический состав прекурсоров и динамику распада, можно целенаправленно синтезировать ранее неизвестные вещества. Этот метод открывает принципиально новый путь для развития электроники, катализа и солнечной энергетики, подразумевая наличие огромного количества «скрытых» материалов, которые ранее ускользали из поля зрения науки.
