En studie av effekterna av högt mekaniskt tryck på polyjodiden TEAI visade att den ger ovanligt hög elektrisk ledningsförmåga från det isolerande tillståndet, vilket tyder på att materialet kan vara användbart som en omkopplingsbar halvledare. Detta system skulle kunna representera ett alternativ till gelelektrolyter och joniska vätskor i färgsyntetiserade solceller. Pappret, "Tryckinducerad polymerisation och elektrisk ledningsförmåga hos en polyjodid, " har publicerats i Angewandte Chemie .

Polyjodider uppvisar användbara elektrokemiska egenskaper såsom transport av laddningsbärare, hög elektrolytenergitäthet, hög redoxreaktionsreversibilitet och ett brett spektrum av elektrisk ledningsförmåga, allt beroende på krafterna som utövas av de organiska motjonerna – kemiskt tryck. Av denna anledning, polyjodider har använts i tekniska tillämpningar i elektroniska och elektrokemiska apparater som flödesbatterier, bränsleceller, färgsensibiliserade solceller och optiska enheter.

I den här studien, forskare ledda av prof. Piero Macchi vid universitetet i Bern och dr. Nicola Casati vid PSI använde pulver- och enkristallröntgendiffraktion, elektrisk konduktivitet, och första principberäkningar för att undersöka svaret av en polyjodid, tetraetylammoniumdijodtrijodid (TEAI), till kompression som uppnås genom mekaniskt tryck.

Jämfört med det kemiska trycket, externt mekaniskt tryck påverkar det kristallinter- och intramolekylära landskapet mer påtagligt - en enorm gitterpåfrestning kan inducera fastransformationer och till och med kemiska reaktioner. Använda diamantstädceller, det är möjligt att uppnå ett tryck i storleksordningen tiotals gigapascal, tillräckligt hög för att väsentligt förändra Gibbs energi, öka intern energi. Liknande stora energiförändringar är inte möjliga genom temperaturförändringar i fasta ämnen.

Även om de kompletterar, I3- och I2-enheter är tydligt separerade och interagerar huvudsakligen elektrostatiskt vid omgivande tryck. Forskarna fann att kompression stimulerar deras tillvägagångssätt – teoretiska beräkningar visar att det kovalenta bidraget ökar när materialet komprimeras. I sista hand, detta leder till bildandet av CT-kedjor, och drastiskt ökad konduktivitet.

Dessa funktioner gör TEAI till en avstämbar, tryckkänslig elektrisk strömbrytare. Strukturella studier vid högt tryck kan rationalisera syntesen och söka efter framtida organiska och hybrida halvledare baserade på PI. Studieresultaten indikerar att fast PI kan användas som fasta elektrolyter i färgsensibiliserade solceller, eliminerar behovet av organiskt baserade gelatorer och joniska vätskor i allmänhet.