Ученые из университетов Пусана (Южная Корея) и Хоккайдо (Япония) открыли кристалл, способный буквально «дышать» кислородом. Этот материал многократно вбирает и выделяет газ при умеренных температурах и не разрушается в процессе. Исследование об этом опубликовано в журнале Nature Communications.
Основу нового кристалла составляют стронций, железо и кобальт — элементы, соединяющиеся в особую кристаллическую структуру. При нагревании она выделяет кислород в газовую среду, а затем способна вновь его поглотить. Главное отличие от известных аналогов заключается в том, что материал не становится хрупким и сохраняет форму даже после многих циклов.
Руководитель исследования профессор Хенджин Джин называет открытие «легкими для кристалла». По его словам, контроль содержания кислорода играет ключевую роль в работе твердооксидных топливных элементов, которые вырабатывают электричество из водорода с минимальными выбросами. Такие материалы также могут применяться в тепловых транзисторах, устройствах для управления тепловыми потоками и в так называемых умных окнах, регулирующих поступление тепла в зависимости от условий внешней среды.
Ранее существующие материалы для подобных задач требовали экстремально высоких температур или быстро разрушались. Новый кристалл действует в мягких условиях и остается стабильным. Ученые показали, что при поглощении кислорода он возвращается к исходной форме, что делает процесс полностью обратимым. По словам профессора Хиромичи Ота, это шаг к созданию саморегулирующихся материалов, которые могут подстраиваться под изменения в реальном времени.
Перспективы применения охватывают не только энергетику, но и электронику будущего, а также экологически чистые строительные технологии. Исследователи уверены: умные материалы, которые управляют кислородом подобно живым системам, могут стать основой целого класса новых устройств.
Ранее Наука Mail рассказала о превращении паракелдышита в келдышит и его значении для минералогии.
