Næste trin i at producere magnetiske organiske molekyler

Et hold fra Ruhr Explores Solvation Cluster of Excellence ved Ruhr-Universität Bochum har skabt nye molekyler med magnetiske egenskaber. I modsætning til mange tidligere organiske magneter, molekylerne var stabile i nærværelse af vand og ilt. Deres magnetiske egenskaber blev bibeholdt op til minus 110 grader Celsius - hvilket er relativt varmt for disse forbindelser. Sammen med kolleger fra det russiske videnskabsakademi i Chernogolovka, holdet ledet af professor Wolfram Sander, formand for organisk kemi II, beskriver resultaterne i journalen Angewandte Chemie den 2. juli 2019.

Organiske magneter kan tilbyde mange fordele i forhold til konventionelle metalliske magneter:de ville være lette, gennemsigtig, økonomisk og kan være fleksibel eller endda flydende. Deres magnetiske egenskaber kunne tændes og slukkes ved hjælp af lys. "Imidlertid, organiske magnetiske molekyler er ofte ustabile, " siger Wolfram Sander. "De reagerer let med andre molekyler eller mister deres magnetiske egenskaber, når de udsættes for lys eller varme."

Magnetisme på grund af uparrede elektroner

Magnetisme opstår, når elektriske ladninger bevæger sig; fænomenet kan findes i materier af enhver art, men med varierende grad af intensitet. Det, der er kendt som arylnitrener, har vist sig at være lovende molekyler for organiske magneter. "De har to uparrede elektroner med en stærk magnetisk vekselvirkning og er relativt nemme at producere, " siger Enrique Mendez-Vega, en af ​​forfatterne til publikationen.

Forskerne håbede på endnu stærkere magnetiske egenskaber ved at kombinere flere nitrener. I det nuværende arbejde, de kombinerede tre nitrener for at danne en trinitren, som altså indeholdt seks uparrede elektroner. Deres syntesevej opnåede høje udbytter.

Selvom trinitrenen havde seks uparrede elektroner - en egenskab, der normalt gør molekyler reaktive - forblev den stabil i stedet for at reagere med oxygen og brint. Forskerne havde indlejret det i en vandmatrix, som også forhindrede molekylets reaktive enheder i at slutte sig sammen, hvilket ville have fået dem til at miste deres magnetiske egenskaber.

Næste mål:stabil ved stuetemperatur

"Trinitrenerne er lovende kandidater til udvikling af organiske magneter, da de er relativt nemme at producere i større mængder, er stabile og stærkt magnetiske, " siger Wolfram Sander. "Vi arbejder nu på at gøre dem stabile under normale miljøforhold, såsom ved stuetemperatur."