В проекте предполагается создание научных основ для решения одной из фундаментальных проблем химии твердого тела и современного материаловедения, связанной с пониманием химических и физических принципов, определяющих уникальные транспортные характеристики твердых тел. Это является определяющим фактором для разработки новых материалов с контролируемыми транспортными свойствами. Одним из наиболее эффективных способов влияния на диффузионные параметры данного поликристаллического ионного проводника является существенное изменение морфологии и уменьшение размера его частиц до нанометрового диапазона, т. е. значительное увеличение доли межфазных областей, таким образом можно варьировать вклады объемной и поверхностной диффузии носителей заряда в суперионном проводнике. Это приводит к необходимости решения серьезной и важной исследовательской задачи — развитию новых методов синтеза фторпроводящих материалов.
В качестве развиваемых в проекте методов синтеза наноструктурированных фторпроводящих материалов на основе фторида свинца (II) предлагаются:
(1) механохимический синтез с последующим «холодным» прессованием его продуктов, который является перспективным нанотехнологическим приемом для получения многокомпонентных фторпроводящих керамик и может рассматриваться в качестве безобжиговой альтернативы традиционным методам (таким, как твердофазный синтез), т.к. позволяет получать фазы с высокими значениями электропроводности;
(2) метод синтеза на границе раздела жидкость-газ, основаный на образовании твердого тела в кристаллическом или аморфном состоянии в результате межфазной реакции между растворенными реагентами в жидкой фазе и молекулами газа на планарной поверхности раствора. Уникальное состояние тонкой границы раздела жидкость-газ обеспечивает проведение синтеза в условиях диффузионно-кинетических и пространственных ограничений, что в свою очередь, обуславливает наноразмерное строение 2D продуктов синтеза с необычной морфологией.
Для характеризации синтезированных материалов в проекте предложен широкий спектр методов: для определения состава и структуры (РФА, ЭСХА), для исследования морфологии - методы электронной микроскопии (сканирующая электронная микроскопия, просвечивающая микроскопия и др.). Транспортные свойства наноструктурированных СИП будут изучены мощными современными методами - методы ЯМР, импедансная спектроскопия. Квантово-химические расчеты будут проведены с привлечением высокопроизводительных программно-аппаратных комплексов методом теории функционала плотности на базисах атомных волновых функций и плоских волн. Молекулярно-динамические расчёты будут проводиться в классическом варианте и в ab initio-подходе.
