Ciencias

Complejos tetranucleares de metales de tierras raras con giro gigante

Crédito: Wiley

Los imanes formados a partir de una sola molécula son de particular interés en el almacenamiento de datos, ya que la capacidad de almacenar un poco en cada molécula puede aumentar enormemente la capacidad de almacenamiento de las computadoras. Los investigadores han desarrollado ahora un nuevo sistema molecular con una dureza magnética particular. Los ingredientes de esta receta especial son metales de tierras raras y un inusual puente molecular a base de nitrógeno, como se muestra en el estudio publicado en la revista. quimica APLICADA.


La idoneidad de una molécula para convertirse en un magnético. Almacenamiento de datos el medio depende de la capacidad de sus electrones para magnetizarse y resistir la desmagnetización, también conocida como dureza magnética. Los físicos y químicos construyen imanes moleculares como este a partir de iones metálicos acoplados magnéticamente a través de puentes moleculares.

Sin embargo, estos puentes de acoplamiento deben cumplir con ciertos criterios, como facilidad de producción y versatilidad. Por ejemplo, un puente dinitrógeno radical (dos átomos de nitrógeno con un electrón adicional, lo que convierte al dinitrógeno en un radical) dio excelentes resultados para los iones de metales de tierras raras, pero es muy difícil de controlar y no ofrece “margen de modificación”. Explica Muralee Murugesu y su equipo de la Universidad de Ottawa, Canadá, en su estudio. Para darles un mayor alcance, el equipo ha ampliado este puente utilizando un “dinitrógeno doble”; el ligando de tetrazina inexplorado tiene cuatro átomos de nitrógeno en lugar de dos.

Para producir el imán molecular, los investigadores combinaron el nuevo ligando de tetrazina con metales de tierras raras—Los elementos disprosio y gadolinio— y se añadió un agente reductor fuerte a la solución para formar los puentes radicales de tetrazina. El nuevo imán cristalizó en forma de escamas en forma de prisma de color rojo oscuro.

Los investigadores describen la unidad molecular dentro de este cristal como un complejo tetranuclear en el que cuatro ligandos estabilizados iones de metal están unidos por cuatro radicales tetrazina. La propiedad más significativa de esta nueva molécula es su extraordinaria dureza magnética o campo coercitivo. Esto significa que los complejos formaron un imán duradero de una sola molécula que era particularmente resistente a la desmagnetización.

El equipo explica que este campo altamente coercitivo se obtiene mediante un fuerte acoplamiento a través de la unidad de radicales tetrazina. Los cuatro centros metálicos de la molécula están acoplados para dar una unidad molecular con un giro gigante. Solo el predecesor de esta molécula, con el puente de dinitrógeno, dio un acoplamiento más fuerte. Sin embargo, como ya se mencionó, también era mucho menos versátil y menos estable que el nuevo radical tetrazina. puente.

El equipo señala que este método podría usarse para producir otros complejos multinucleares con espín gigante, ofreciendo excelentes oportunidades para un desarrollo extremadamente eficiente. molécula única imanes sin las molestias de los candidatos anteriores.


Los investigadores descubren una nueva herramienta para construir nuevos materiales magnéticos a base de metales


Mas informaciones:
Niki Mavragani et al, Complejos de metaloceno Ln 4 con puentes radicales con fuerte acoplamiento magnético y un gran campo coercitivo, Edición internacional Angewandte Chemie (2021). DOI: 10.1002 / anie.202110813

Cita: Imanes rígidos de una sola molécula: complejos de metales raros tetranucleares de espín gigante (14 de septiembre de 2021) Obtenido el 14 de septiembre de 2021 de https://phys.org/news/2021-09-hard-single -molecule-magnets-tetranuclear- rare.html

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