ТОМСК, 26 февраля. /ТАСС/. Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) в составе международной коллаборации разработали технологию по созданию кристаллов из чисто органических материалов, усилив их магнитные свойства почти в 100 раз. Исследование поможет увеличить силу органических магнитов при создании сенсорных устройств, сообщили ТАСС в Минобрнауки РФ.
Молекулярный магнетизм - активно развивающееся направление на стыке физики и химии с фокусом на создании молекул, обладающих предсказуемыми и настраиваемыми магнитными свойствами. Носителями магнитного момента выступают локализованные на молекулах неспаренные электроны, обменное взаимодействие в которых сложно контролировать из-за малой предсказуемости пространственного расположения молекул в твердой фазе. В таком случае используется только один вид связи, из-за чего контролировать свойства материала было сложно.
"Принцип нашей технологии состоит в использовании линейного акцептора невалентных взаимодействий - 1,4-диазабициклооктана (DABCO), имеющего два симметричных сайта связывания. За счет удачной геометрии молекулы DABCO и спин-меченные молекулы-доноры выстраиваются в линейные ансамбли, организованные галогенной и водородной связями. Такой дизайн способствует сближению неспаренных электронов между супрамолекулярными цепями, что увеличивает силу обменного взаимодействия. Новая технология дает более предсказуемые и настраиваемые результаты по сравнению с подходами, основанными на применении только одного типа связи", - пояснил один из авторов исследования, доцент Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Павел Петунин.
В результате были синтезированы три кристаллических материала с разной выраженностью магнитных свойств. В некоторых случаях магнитный обмен в материалах усилился практически на два порядка по сравнению с изолированными радикалами. В будущем такой подход может лечь в основу создания различных мультифункциональных материалов и устройств. Например, технология позволит создавать сенсорные устройства нового поколения и устройства с высокой плотностью записи информации.
В исследовании принимали участие ученые Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий Томского политеха, Международного томографического центра СО РАН, Санкт-Петербургского государственного университета, Института химической кинетики и горения им. В. В. Воеводского СО РАН, Института органической химии им. Н. Д. Зелинского РАН, Университет Балеарских островов (Испания) и Миланского технического университета (Италия). Исследование поддержано Российским научным фондом и Минобрнауки России. Результаты работы ученых опубликованы в журнале Crystal Growth & Design. (Q1, IF: 3,4).