Научный коллектив из ученых Новосибирского государственного университета и специалистов из Института химии твердого тела и механохимии СО РАН сделали шаг в понимании ионных процессов. Свое исследование они опубликовали в журнале Structural Chemistry.
Напомним, что существуют жидкие электролиты, которые выступают в роли проводника электрического тока внутри батареек, и твердые. Свойства последних до сих пор до конца не изучены: ученые спорят о том, как в них происходит перенос ионов. Но известно, что, например, некоторые органические соли замещенного аммония в твердом состоянии обладают высокой ионной проводимостью. Ученые доказали, что входящая в их состав структура катиона тетрабутилламмония может деформироваться и конформационно изменяться. К такому выводу пришли через использование монокристальной и порошковой дифракции, ИК-спектроскопии и расчетных методов. Авторы исследования проанализировали массив кристаллографических данных по соединениям, в составе которых были катионы тетра-н-бутиламмония.
«Исходное предположение и то, что у нас получилось, говорит о следующем: катионы тетра-н-бутиламмония имеют «хвосты», которые формируют кристаллический каркас соли. У них есть правильное равновесное состояние, но оно очевидно не стыкуется с проводимостью. Анализ геометрии катионов тетра-н-бутиламмония в подобных структурах показал, что «хвосты» раскручиваются таким образом, что их структура превращается из тетраэдра практически в квадрат», — говорит заведующий лабораторией физико-химических основ фармацевтических материалов Факультета естественных наук НГУ, заместитель директора ИХТТМ СО РАН по научной работе Денис Рычков.
По словам ученых, свойство проводимости твердых электролитов на основе четвертичных солей аммония связана с анионами. Из-за меньшего размера они занимают свободное пространство между крупными «хвостатыми» катионами.
Фото на странице: Denny Müller / Фотобанк Unsplash
