Language
Country/Area
No result found
La struttura segreta delle perovskiti: perché questa forma cristallina è così speciale?
Nel mondo della scienza, la perovskite ha attirato l'attenzione di innumerevoli ricercatori grazie alla sua straordinaria struttura cristallina. Essendo una perovskite composta dal minerale perovskite, le sue proprietà uniche la rendono un materiale importante nella moderna scienza dei materiali e nella ricerca spaziale.
Contesto storicoLa perovskite ha formula chimica CaTiO3 e la particolarità di questa struttura risiede nella sua elevata adattabilità, che consente di incorporare al suo interno molti cationi diversi, formando così un'ampia gamma di materiali ingegnerizzati.
La scoperta della perovskite risale al 1839, quando il mineralogista tedesco Gustav Rose la scoprì nei monti Urali in Russia e la chiamò in onore del mineralogista russo Lev Perrot. Prese il nome da Lev Perovski. La straordinaria struttura cristallina delle perovskiti fu descritta per la prima volta da Victor Goldschmidt nel 1926 e ulteriormente caratterizzata da Helen Dick Megaw nel 1945 utilizzando dati di diffrazione dei raggi X. La struttura fu confermata.
Esistenza e distribuzione delle perovskiti
Le perovskiti si trovano principalmente nel mantello terrestre, in particolare nelle rocce silicate e nelle rocce ricche di calcio dei Monti Kirkbyna. Di solito si presenta sotto forma di piccoli cristalli irregolari o sub-regolari che riempiono gli spazi tra i silicati da cui è formata la roccia. Oltre che sulla Terra, le perovskiti si trovano anche in alcuni meteoriti, soprattutto in inclusioni ricche di calcio e alluminio.
Nelle stelle e nelle nane brune, la formazione di granuli di perovskite porta all'esaurimento dell'ossido di titanio nella fotosfera, il che aumenta ulteriormente l'importanza delle perovskiti in astronomia.
Proprietà fisiche
Le proprietà fisiche delle perovskiti sono altrettanto sorprendenti. La sua struttura cristallina appartiene al gruppo spaziale Pbnm e presenta una forma quasi cubica. I cationi del sito A nelle perovskiti sono solitamente metalli alcalino-terrosi o terre rare, mentre i cationi del sito B sono vari metalli di transizione. Questa caratteristica strutturale conferisce alla perovskite un'ampia gamma di stabilità, in particolare nelle applicazioni di resistenza alle rocce aurifere.
Derivati della perovskite
La diversità delle perovskiti non si limita ai loro componenti di base, ma comprende anche vari derivati. La formula chimica della doppia perovskite è A'A"B'B"O6. Metà delle posizioni B in questa struttura vengono sostituite, con conseguenti diverse proprietà elettriche e ottiche. Le proprietà elettriche e il potenziale applicativo di queste strutture le hanno rese ampiamente studiate nei materiali elettronici e dell'energia solare.
Per le perovskiti a bassa dimensionalità, quando il catione del sito A è piccolo, si forma una struttura tridimensionale, mentre quando il catione del sito A è grande, si può formare una struttura a foglio sottile bidimensionale.
Esplorazione futura
Man mano che gli scienziati approfondiscono la struttura della perovskite, scoprono il suo potenziale in molte tecnologie emergenti, in particolare nelle celle solari e nei dispositivi elettronici. Per questo motivo, l'esplorazione della sua struttura e delle sue applicazioni è diventato un argomento di grande attualità nell'attuale scienza dei materiali. Quale potenziale inesplorato nasconde la struttura segreta della perovskite? Forse avrà un ruolo più importante nella tecnologia futura?
