科學家在早期研究發(fā)現(xiàn)，外部壓力可以改變化學鍵的性質并觸發(fā)新的反應，并因此提供新的合成方案來補充傳統(tǒng)的基于溶劑或熱的方法。碘化銀作為一種典型的離子晶體，在高溫高壓下進入超離子態(tài)，其中碘離子形成離子框架，銀離子可以在框架內自由流動，在制造固體電池電解液方面具有重要的應用價值。
近期，煙臺大學物理與電子信息學院高壓物態(tài)研究團隊與北京高壓科學研究中心合作在美國化學學會期刊JACS au上發(fā)表文章報道了他們對碘化銀研究的最新成果，并被選為封面文章。
在本研究中，研究人員采用第一性原理計算方法并結合結構搜索技術，預測在不同壓力條件下可以穩(wěn)定存在的碘化銀結構，并發(fā)現(xiàn)在一定壓力下會發(fā)生分解，高壓衍射實驗清楚地看到了碘化銀固體的消失和固體銀和碘的出現(xiàn)。研究還發(fā)現(xiàn)當陰陽離子相互作用隨著壓力升高而減弱時，銀離子的擴散運動首先會被抑制，同時碘離子框架塌陷，兩種離子同時出現(xiàn)自由擴散，在遠低于熔化溫度的條件下出現(xiàn)元素分離，從而導致碘化銀的固體分解反應。本項研究說明壓力對離子固體復雜的調控作用，證實了碘化銀這一典型超離子晶體在壓力下離子鍵減弱機制，并可能應用于其他銀鹵化物等離子固體。
文章第一作者為煙臺大學李建福教授，通訊作者為煙臺大學王曉麗教授和北京高壓科學研究中心胡清揚研究員，相關工作得到了國家自然科學基金、騰訊基金會“科學探索獎”、山東省自然科學基金和煙臺大學拔尖人才計劃的資助。
文章作者：Jianfu Li, Yanlei Geng, Zhenzhen Xu, Pinhua Zhang, Gaston Garbarino, Maosheng Miao, Qingyang Hu*, and Xiaoli Wang*
文章題目：Mechanochemistry and the Evolution of Ionic Bonds in Dense Silver Iodide
全文鏈接：https://doi.org/10.1021/jacsau.2c00550
