10月9日消息,英国华威大学(University of Warwick)化学系Sebastian Pike博士团队在《自然·通讯》(Nature Communications)发表论文,通过追踪材料合成过程中的「中间相」,发现了多个此前未知的材料相,其中包括一种新型钒酸铋(β-BiVO4),有望改进电池与太阳能燃料(solar fuels)性能。
研究思路的关键转变在于:材料学家通常只关注加热合成的「最终产物」,而该团队从「单源前驱体」(即一个分子内含有所需全部元素)出发,全程监测分子随温度升高逐步分解转化的每一步,从而捕捉到那些转瞬即逝、常被忽略的中间物相。
BiVO4是清洁能源研究中的明星半导体材料:其带隙恰好能高效吸收太阳光并驱动化学反应(如光电解水制氢),且无毒、储量丰富。新发现的β-BiVO4具有与已知晶型不同的原子排列,且带隙显著更大——这改变了它与光相互作用的方式,为调控其光吸收与电荷分离行为提供了新维度。
「我们进场时并不确切知道会找到什么,但确信中间相里藏着有趣且未知的东西」,Pike表示,「发现其中一些具有实际应用潜力令我们非常兴奋。」该研究展示的「过程追踪」方法学本身亦具普适价值——对化工与材料行业而言,合成过程中的中间态可能是尚未被开发的材料宝库,这一范式或推动更多功能性无机材料的发现。
(来源:ScienceDaily)