Химики РУДН создали необычный плоский кристалл с магнитными свойствами
Координационные полимеры — это гибридные кристаллические координационные соединения со структурой из бесконечно повторяющихся фрагментов (структурных элементов). В состав структурного элемента входят металлические центры и органические «перемычки». Координационные полимеры применяют для катализа, разделения газовых смесей, создания сенсоров и хранения молекул-«гостей». Некоторые координационные полимеры оказываются молекулярными магнетиками с линейно-цепочечной структурой — перспективными объектами для создания устройств хранения информации высокой емкости. Химики РУДН, исследуя особенности синтеза координационных полимеров, создали новое металлсодержащее соединение с необычной архитектурой, которое оказалось молекулярным магнетиком («спиновым стеклом»).
«Создание молекулярных архитектур на основе ионов переходных металлов с использованием органических и неорганических лигандов привлекает внимание исследователей благодаря потенциальному применению в электронике, хранении данных, катализе, создании сенсоров и объектов с люминесцентными свойствами», — доктор химических наук Алексей Биляченко, ведущий научный сотрудник объединенного института химических исследований РУДН.
Химики РУДН исследовали традиционный протокол для создания координационных полимеров в качестве связок использовали органическое соединение с координирующими центрами. Но в качестве металлсодержащего центра применяли необычные органо-неорганические соединения (металлосилсесквиоксаны). Исследователи использовали фенилсилсесквиоксан, содержащий ионы никеля и натрия. На последнем этапе химики добавили к реакционной смести пиридин — бесцветную органическую жидкость с координирующими способностями. В результате был выделен желтый кристаллический продукт, молекулярную структуру которого удалось установить при использовании рентгеноструктурных исследований монокристаллов.
Вещество, которое получили химики РУДН, оказалось необычной архитектуры. Комплекс обладает плоской структурой, напоминающей квадрат. В центре квадрата находится катион натрия, хлорид-анион, уравнивающий баланс зарядов в комплексе, находится над плоскостью квадрата. Четыре иона никеля, формирующие квадратную структуру, координированы пиридиновыми лигандами и дополнительно связаны через карбонатные мостики. Появление карбонатных структурных единиц (не использовавшихся в качестве реагентов в синтезе) — наиболее интересное наблюдение в этой реакции. Химики предположили, что необычные карбонатные мостики появились благодаря тому, что в процессе реакции произошел спонтанный захват углекислого газа из атмосферы. Получившиеся таким образом карбонатные фрагменты ключевым образом участвуют в образовании комплекса, образуя «стороны» квадрата. При этом карбонаты не только связывают угловые ионы никеля, но и координируют центральный ион натрия. Магнитные свойства кристаллов химики изучили с помощью магнетометра SQUID MPMS-XL. Оказалось, что новый кристалл — молекулярный магнетик, проявляющий свойства спинового стекла.
«К нашему удивлению, проведенная реакция вызывает глубокую структурную перестройку с образованием структуры с четырьмя никелевыми центрами, связанными карбонатными мостиками. Образование такого соединения нельзя объяснить формальной логикой синтеза. Очевидно, что карбонаты образовались в результате реакции ионов натрия с атмосферным CO2. Последующая реакция бикарбоната натрия с ионами никеля привела к образованию итоговой молекулярной архитектуры. Расположение магнитоактивных ионов никеля в структуре плоского квадрата обеспечивает необычное магнитное поведение полученного комплекса», — доктор химических наук Алексей Биляченко, ведущий научный объединенного института химических исследований РУДН.
Результаты опубликованы в журнале Journal of Organometallic Chemistry
Научное студенческое сообщество института иностранных языков РУДН в этом году заняло второе место на конкурсе среди вузовских НСО. И не спроста — научные кружки ИИЯ регулярно побеждают в различных конкурсах, а активисты общества организовывают для студентов встречи с представителями их будущих профессий, разговорные языковые клубы, экскурсии и множество других полезных мероприятий.
В конце сентября прошёл XII Российский форум биотехнологий OpenBio. Это крупное мероприятие, которое объединяет представителей науки, бизнеса и государства для решения задач по обеспечению устойчивого развития биотехнологической отрасли и экономики страны. В его программе были экспертные дискуссии, круглые столы, выступления лидеров отрасли, мастер-классы, презентации технологий и оборудования.
Фонд «Сколково» (Группа ВЭБ.РФ) совместно с Министерством природных ресурсов и экологии РФ и ведущими промышленными компаниями страны объявил о старте шестого цикла крупнейшей в России программы развития экосистемы поставщиков для промышленности «GreenTech Устойчивое развитие». Приём заявок от разработчиков технологических решений продлится до 20 октября 2025 года.