Fange radikale molekyler, før de forsvinder

Mens i de fleste molekyler, hver elektron finder en partner at danne par med, nogle elektroner i radikale molekyler efterlades alene og uparrede. Denne konfiguration giver radikaler nogle usædvanlige og interessante egenskaber, som forsvinder, så snart radikalerne reagerer eller interagerer med andre molekyler. Det har været svært at generere relativt stabile radikaler, fordi de reagerer og ændrer sig på et øjeblik, men forskere fra Center for Self-Assembly and Complexity, inden for Institut for Grundvidenskab (IBS, Sydkorea) lykkedes med at syntetisere fire nye slags stabiliserede radikaler.

I modsætning til andre molekyler, nogle radikale har justeret spins, som giver dem ferromagnetiske egenskaber, hvilket betyder, at de kan tiltrækkes af et magnetfelt. På grund af disse særlige egenskaber, radikaler vil sandsynligvis finde anvendelse på forskellige områder, såsom genopladelige batterier, molekylær spintronik, og molekylær magnetisme.

IBS-forskere udviklede en strategi til at stabilisere oxim-radikaler, ved brug af N-heterocykliske carbener (NHC'er), da sidstnævnte kan dele deres elektroner for at stabilisere de uparrede elektroner i radikalerne. Dette resultat er særligt interessant, da organiske radikaler er kendt for at være meget vanskelige at syntetisere, fordi de er mere ustabile end metalholdige radikaler.

De radikale strukturer blev bekræftet ved enkeltkrystal røntgendiffraktionsanalyse ved Pohang Accelerator Laboratory, og deres egenskaber blev verificeret ved elektronparamagnetisk resonans. De eksperimentelle resultater stemte godt overens med densitetsfunktionsteorien.

Den samme forskergruppe har også for nylig stabiliseret triazenylradikaler og brugt dem som katodematerialer til genopladelige lithium-ion-batterier. I fremtiden, forskerne tager udfordringen op med at producere mere radikale kemikalier, som endnu ikke er syntetiseret.