Tantalato di litio
| Tantalato di litio | |
|---|---|
 | |
| Nome IUPAC | |
| Tantalato di litio | |
| Caratteristiche generali | |
| Formula bruta o molecolare | LiTaO3 |
| Massa molecolare (u) | 235,887 g/mol |
| Numero CAS | |
| Numero EINECS | 234-757-5 |
| PubChem | 159405 |
| SMILES | [Li+].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5] |
| Proprietà chimico-fisiche | |
| Densità (g/l, in c.s.) | 7460 |
| Solubilità in acqua | non solubile |
| Temperatura di fusione | 1650 °C |
| Proprietà termochimiche | |
| C0p,m(J·K−1mol−1) | 424 J/(K·kg) |
| Indicazioni di sicurezza | |
Il tantalato di litio è una perovskite con formula chimica LiTaO3 che possiede proprietà ottiche, piezoelettriche e piroelettriche uniche che la rendono preziosa per l'ottica non lineare, sensori a infrarossi passivi come rilevatori di movimento, generazione e rilevamento di terahertz, applicazioni di onde acustiche di superficie, telefoni cellulari e fusione nucleare piroelettrica.
Proprietà e struttura cristallina
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Il tantalato di litio è un solido. Ha una struttura cristallina trigonale con gruppo spaziale R3c (gruppo spaziale n° 161) e una capacità termica specifica di [1]. Come il niobato di litio, è ferroelettrico, elettro-ottico lineare, piezoelettrico e piroelettrico[2]. Il tantalato di litio è debolmente birifrangente[3][4].
Produzione
[modifica | modifica wikitesto]Il tantalato di litio può essere ottenuto facendo reagire il carbonato di litio con l'ossido di tantalio[5]:
Utilizzo
[modifica | modifica wikitesto]I cristalli di tantalato di litio sono utilizzati come Q-switch elettro-ottico e substrato per ottiche, sensori e convertitori di frequenza integrati [1]. Sono principalmente utilizzati per implementare le componenti di un'onda acustica di superficie[5]. In relazione agli studi sulla pirofusione, come sorgente di tensione è stato utilizzato un cristallo piroelettrico di tantalato di litio[6][7][8].
Fusione piroelettrica
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Gli scienziati Brian Naranjo, Jim Gimzewski e Seth Putterman dell'UCLA hanno applicato una grande differenza di temperatura a un cristallo di tantalato di litio, producendo una carica abbastanza grande da generare e accelerare un fascio di nuclei di deuterio in un bersaglio deuterato con conseguente produzione di un piccolo flusso di elio-3 e neutroni attraverso la fusione nucleare senza calore o pressione estremi[9].
È improbabile che sia utile per la generazione di energia elettrica, poiché l'energia necessaria per produrre le reazioni di fusione ha superato l'energia prodotta da esse. Si pensa[chi lo pensa?] che la tecnica possa essere utile per piccoli generatori di neutroni, specialmente se il fascio di deuterio viene sostituito da uno di trizio. Confrontando questo con il contenimento elettrostatico del plasma ionico per ottenere la fusione in un "fusore", questo metodo concentra l'accelerazione elettrica su un bersaglio di deuterio non ionizzato molto più piccolo senza calore.[senza fonte]
Interazione con altre sostanze
[modifica | modifica wikitesto]Un articolo[10] mostra una differenza nella temperatura e nel meccanismo di congelamento dell'acqua in ghiaccio, a seconda della carica applicata a una superficie di cristalli piroelettrici di tantalato di litio.
Curiosità
[modifica | modifica wikitesto]Il tantalato di litio si trova naturalmente sotto forma del minerale lithiowodginite, sebbene quest'ultimo abbia la formula LiTa3O8 e rappresenti quindi un composto chimico differente[11].
Note
[modifica | modifica wikitesto]- ^ a b (DE) Lithiumtantalat, su korth.de. URL consultato l'8 ottobre 2021 (archiviato dall'url originale il 27 gennaio 2021).
- ^ (DE) Manfred Müller, Wechselwirkung von Licht mit ferroelektrischen Domänen in Lithiumniobat- und Lithiumtantalat-Kristallen, Bonn, 2004.
- ^ (DE) Eugene Hecht, Optik, Walter de Gruyter GmbH & Co, 2018, ISBN 978-31-10-52670-7.
- ^ (EN) S. Huband e D. S. Keeble et al., Relationship between the structure and optical properties of lithium tantalate at the zero-birefringence point, in Journal of Applied Physics, vol. 121, 2017, DOI:10.1063/1.4973685..
- ^ a b (DE) Joachim Frühauf, Werkstoffe der Mikrotechnik, Carl Hanser Verlag, 2005, ISBN 978-34-46-22557-2.
- ^ (DE) Kernfusion im Kleinformat, su Neue Zürcher Zeitung, 4 maggio 2005. URL consultato il 5 settembre 2017.
- ^ (EN) M. J. Saltmarsh, Technology: Warm fusion, in Nature, vol. 434, n. 7037, aprile 2005, pp. 1077–1080, DOI:10.1038/4341077a.
- ^ (EN) B. Naranjo, J. K. Gimzewski e S. Putterman, Observation of nuclear fusion driven by a pyroelectric crystal, in Nature, vol. 434, n. 7037, aprile 2005, pp. 1115–1117, DOI:10.1038/nature03575.
- ^ (EN) B. Naranjo, J.K. Gimzewski e S. Putterman, Observation of nuclear fusion driven by a pyroelectric crystal, in Nature, vol. 434, n. 7037, 2005, pp. 1115–1117, DOI:10.1038/nature03575.
- ^ (EN) D. Ehre, E. Lavert, M. Lahav e I. Lubomirsky, Water Freezes Differently on Positively and Negatively Charged Surfaces of Pyroelectric Materials, in Science, vol. 327, n. 5966, 2010, pp. 672–675, DOI:10.1126/science.1178085.
- ^ (EN) MinDat, Lithiowodginite, su mindat.org. URL consultato l'8 ottobre 2021.
