الائتمان: Angewandte Chemie
المغناطيسات المتكونة من جزيء واحد لها أهمية خاصة في تخزين البيانات ، لأن القدرة على تخزين القليل على كل جزيء يمكن أن تزيد بشكل كبير من سعة تخزين أجهزة الكمبيوتر. طور الباحثون الآن نظامًا جزيئيًا جديدًا بصلابة مغناطيسية معينة. المكونات في هذه الوصفة الخاصة هي معادن أرضية نادرة وجسر جزيئي غير عادي قائم على النيتروجين ، كما هو موضح في الدراسة المنشورة في المجلة. Angewandte Chemie.
تعتمد ملاءمة الجزيء ليصبح وسيطًا لتخزين البيانات المغناطيسية على قدرة إلكتروناته على أن تصبح ممغنطة ومقاومة إزالة المغناطيسية ، والمعروفة أيضًا بالصلابة المغناطيسية. يقوم الفيزيائيون والكيميائيون ببناء مغناطيس جزيئي مثل هذا من أيونات معدنية مقترنة مغناطيسيًا ببعضها البعض عبر جسور جزيئية.
ومع ذلك ، يجب أن تفي جسور التوصيل هذه بمعايير معينة ، مثل سهولة الإنتاج والتنوع. على سبيل المثال ، أعطى جسر ثنائي النيتروجين الجذري - ذرتان نيتروجين مع إلكترون إضافي ، مما يجعل الدينتروجين جذريًا - نتائج رائعة لأيونات المعادن الأرضية النادرة ، ولكن من الصعب جدًا التحكم فيه ولا يوفر مجالًا للتعديل ، كما أوضح مورالي موروجيسو و فريقه من جامعة أوتاوا ، كندا ، في دراستهم. لمنحهم نطاقًا أكبر ، قام الفريق بتوسيع هذا الجسر باستخدام "ثنائي النيتروجين" ؛ يحتوي ترابط التترازين غير المكتشف على أربع ذرات نيتروجين بدلاً من ذرتين.
لإنتاج المغناطيس الجزيئي ، قام الباحثون بدمج ترابط التترازين الجديد مع معادن أرضية نادرة - عنصري الديسبروسيوم والجادولينيوم - وأضافوا عامل اختزال قوي إلى المحلول لتشكيل جسور التترازين الجذرية. تبلور المغناطيس الجديد على شكل رقائق حمراء داكنة على شكل موشور.
يصف الباحثون الوحدة الجزيئية داخل هذه البلورة على أنها مجمع رباعي النواة يتم فيه ربط أربعة أيونات معدنية مثبتة على الترابط ببعضها البعض بواسطة أربعة جذور تترازين. إن أهم خصائص هذا الجزيء الجديد هي صلابته المغناطيسية غير العادية أو مجاله القهري. وهذا يعني أن المجمعات شكلت مغناطيسًا متينًا أحادي الجزيء مقاومًا بشكل خاص لإزالة المغناطيسية.
أوضح الفريق أن هذا المجال القسري الكبير يتم تحقيقه من خلال الاقتران القوي من خلال وحدة التترازين الجذرية. تقترن المراكز المعدنية الأربعة للجزيء معًا لإعطاء وحدة جزيئية واحدة ذات دوران عملاق. فقط سلف هذا الجزيء ، مع جسر الدينتروجين ، أعطى اقترانًا أقوى. ومع ذلك ، كما ذكرنا سابقًا ، كان أيضًا أقل تنوعًا وأقل استقرارًا من جسر التترازين الجذري الجديد.
سلط الفريق الضوء على أنه يمكن استخدام هذه الطريقة لإنتاج مجمعات متعددة النوى أخرى ذات دوران عملاق ، مما يوفر فرصًا رائعة لتطوير مغناطيسات جزيئية واحدة فعالة للغاية دون صعوبات المرشحين السابقين.
المرجع: “Radical-Bridged Ln4 مجمعات الميتالوسين مع اقتران مغناطيسي قوي ومجال قسري كبير "بقلم نيكي مافراجاني ، وديلان إرولات ، ود. Angewandte Chemie.
DOI: 10.1002 / anie.202110813
الدكتورة مورالي موروجيسو هي أستاذة جامعية ورئيسة أبحاث جامعية في تقنية النانو في قسم الكيمياء وعلوم الجزيئات الحيوية بجامعة أوتاوا في أونتاريو ، كندا. يركز بحثه على تصميم وتطوير مغناطيسات جزيئية واحدة عالية الأداء ، وأطر معدنية عضوية ، ومواد عالية الطاقة.
