从干燥混合金属硫酸盐溶液得到水富含的无晶态
软凝聚态物质
2025-05-21 v1 材料科学
化学物理
摘要
无晶态和玻璃态材料对于从柔性光伏电池到药物递送系统等众多先进应用至关重要。为此，精准的无晶材料化学设计仍然具有挑战性。通过研究混合盐溶液的结晶，我们发现了一种全新的无晶材料：水富含的混合硫酸盐。具体而言，我们表明，单价和高价阳离子混合硫酸盐溶液的干燥几乎 exclusively 产生玻璃态或无晶态，其中无晶态的稳定性取决于阳离子种类，范围从几秒到几个月。此外，我们表明该玻璃态是 viscoelastic 的，类似软固体（剪切模量 为 - Pa），保持大量水分（30-40 质量百分比），呈 X射线无晶态。此外，共定位拉曼显微光谱揭示了无序的硫酸盐取向，傅里叶红外光谱突出显示干燥过程中氢键的增加，这与强阳离子水合作用共同防止了结晶。这些结果为生产新型无晶材料提供了见解，并帮助阐明了火星上此类无晶盐高度丰度的谜题。
引用
@article{arxiv.2505.14334,
title = {Water-rich amorphous state from drying mixed-metal sulfate solutions},
author = {Christiaan T. van Campenhout and Romane Le Dizès Castell and Tess Heeremans and Sander Woutersen and Daniel Bonn and Noushine Shahidzadeh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.14334},
year = {2025}
}