Ученые из Технического университета Дрездена сделали из минеральных оболочек водорослей функциональные перовскиты с уникальной кристаллической структурой и электрооптическими свойствами, которые можно регулировать, сообщает пресс-служба вуза. Разработка подробно описана в журнале Advanced Science.
Перовскиты — это материалы, которые редко встречаются на поверхности Земли. Тем не менее, они становятся все более популярными для широкого круга приложений из-за их прекрасных электрических, оптических и фотонных свойств. Перовскитные материалы могут произвести революцию в области солнечной энергии, фотокатализа, производства лазеров и других.
Теперь ученые смогли создать перовскиты с уникальной наноархитектурой и кристаллическими свойствами из водорослей. В ходе эволюции эти одноклеточные организмы научились производить абсолютно уникальные биоматериалы, эксклюзивные для природы, в том числе минералы.
Команда выбрала L. granifera – водоросли, которые используют кальцит для формирования раковин. Их сферические оболочки имеют уникальную кристаллическую архитектуру. Кристаллы выровнены радиально: они растут от центра сферы наружу. Современными методами нельзя получить подобные материалы искусственно. Но ими можно попробовать изменить существующие природные структуры, чтобы получить материал, который можно использовать в производстве.
Чтобы преобразовать естественные минеральные оболочки водорослей в функциональные перовскиты, команде пришлось заменить кальцит химическими элементами. Ученые смогли создать различные типы кристаллической архитектуры, изменив химический состав материала. Таким образом, они могли точно настраивать электрооптические свойства.
Преобразовав кальцитовые оболочки в галогениды свинца с помощью йода, бромида или хлорида, команда смогла создать функциональные перовскиты, которые излучают только красный, зеленый или синий свет.
[Фото: KUHRTS ET AL. / ADVANCED SCIENCE 2023]
