Поиск - новости науки и техники

Российские химики открыли новое апатитоподобное соединение

17.07.2019

Новое апатитоподобное соединение получили исследователи Сибирского федерального университета. Оно описывается сложной, на первый взгляд, формулой Pb 10 – x La x (GeO 4 ) 2 + x (VO 4 ) 4 – x (x = 0, 1, 3). Фактически, в его состав входит свинец. И не менее обычный на нашей планете элемент лантан – серебристо-белый, покрытый сероватой окисной пленкой металл со средней температурой плавления. Первоначальные исследования химиков СФУ опубликованы в журнале Inorganic Materials.

Новое соединение химики СФУ получили методом твердофазного синтеза. Затем они измерили теплоёмкость этих поликристаллических образцов и рассчитали термодинамические свойства получившихся ванадатогерманатов свинца-лантана.

Ученые рассчитывают, что открытое ими соединение найдёт широкое применение в природоохранной, биотехнологической и медицинской областях.

Интерес к новым соединениям со структурой апатита, в частности, к ванадатогерманатам свинца, связан с огромными возможностями их применения. Такие, соединения используют в качестве лазерных и флуоресцентных материалов, применяют в медицине как совместимые с костной тканью биоматериалы. Можно использовать их в энергетике (в качестве ионных проводников) и нефтепереработке (выступают катализаторами). Особое значение эти соединения приобретают в области охраны окружающей среды – это эффективные сорбенты экологически вредных и радиоактивных веществ. Интересная особенность «апатитоподобных» соединений в том, что некоторые их элементы можно заместить другими ионами,

– рассказывает заведующая кафедрой физической и неорганической химии СФУ Любовь Денисова.

Автор исследования уточнила, что если частично заменить в структуре апатитанекоторые ионы – например, ионы двухвалентных металлов на ионы редкоземельных элементов, то можно получить люминесцентные (светящиеся) и лазерные материалы. Если, например, заменить свинец в соединении Pb 5 (GeO 4 )(VO 4 ) 2 на лантаноиды, то получатся соединения с общей формулой Pb 10 – x Ln x (GeO 4 ) 2 + x (VO 4 ) 4 – x (x = 0 – 3), которые могут использоваться как новые люминофоры. Которые сейчас широко применяются для выпуска телевизоров с улучшенной «сверхреалистичной» передачей изображения. Кроме того, с их помощью можно «прокачать» экраны смартфонов и планшетов.

Исследование выполнено при финансовой поддержке работ, выполняемых в рамках Государственного задания Министерства образования и науки Российской Федерации на 2017–2019 годы. Мы рассчитываем, что в ближайшее время синтезируем новые апатиты, не содержащие редкоземельные элементы. Ведь извлекать редкоземельные металлы из рудных соединений – нелёгкая энергозатратная работа. И мы уверены, что по свойствам новые апатиты не будут уступать известным, –

уточняет Любовь Денисова.

На заметку:

Полученное химиками СФУ новое поликристаллические соединение имеет структуру апатита. Апатиты – это ископаемые минералы, порой сбивающие с толку своим сходством с бериллами и турмалином. Также апатиты с давних пор известны как основные неорганические компоненты костей и зубов животных (и, конечно, человека). Все апатиты, встречающиеся в природе, обладают различным химическим составом. Но их принято относить к одной группе материалов, которые называют «материалами со структурой апатита».

Елена Степанова

Нет комментариев