Использование новых возможностей дифракционных методов и кристаллохимии для поиска и исследования функциональных материалов синтетического и природного происхождения (раздел 1)

Проект направлен на решение фундаментальной проблемы поиска и создания основ направленного синтеза новых функциональных и конструкционных материалов промышленного и медицинского назначения. Для решения этих задач проектом предусмотрены два направления структурных и кристаллохимических исследований:Внимание первого направления будет сосредоточено на комплексном изучении твердофазных превращений синтетических неорганических и биоорганических кристаллических веществ при изменениях температуры: полиморфные фазовые переходы, образование и распад химических соединений, гомогенизация и распад твердых растворов, дегидратация и десольватация соединений. Объектами исследований будут монокристаллические и поликристаллические вещества, температурные процессы, протекающие в них и кристаллохимические явления. В качестве исследуемых веществ будут взяты комплексные фториды циркония, сурьмы(III) и олова(II) с одно- и двухвалентными внешнесферными катионами, комплексные фториды циркония с неполновалентными катионами p-элементов, а также биоорганические объекты: комплексы эхинохрома и его аналогов, с каррагинаном и его производными. Результатом проведенных исследований будут сведения о последовательности, характере и температурах фазовых переходов, термических деформациях исследуемых веществ, термических преобразованиях координационных полиэдров, механизме преобразования кристаллических структур, определение рода фазового перехода.Основной целью второго направления исследований данного проекта является поиск материалов с состоянием спиновой жидкости среди вулканических магнитных минералов Камчатки. Для поиска мы будем применять разработанный нами феноменологический кристаллохимический метод расчета параметров магнитных взаимодействий на основе данных о кристаллической структуре минералов. В результате исследований спиновой структуры вулканических минералов будут найдены кандидаты в спиновые жидкости с точки зрения кристаллохимии. Двумерная магнитная структура этих соединений будет представлять собой антиферромагнитные фрустрированные решетки кагоме, как в гербертсмитите ZnCu3(OН)6Cl2, на которых спины не выстраиваются в упорядоченную структуру даже при очень низких температурах. Подобные системы необходимы для создания квантовых компьютеров.