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
В преддверии 8 Марта мы решили рассказать о некоторых женщинах-ученых РУДН. Сотрудницы вуза поделились с нами, какими достижениями они больше всего гордятся, почему выбрали научную карьеру и о чем мечтают.
В лаборатории факультета искусственного интеллекта (ФИИ) РУДН разработали интеллектуальную систему «Умный отчет». Проект объединяет передовые технологии обработки естественного языка (NLP) и машинного обучения для автоматизации работы с документами и базами данных.
На заседании нового диссертационного совета РУДН по специальностям 2.1.12 «Архитектура зданий и сооружений. Творческие концепции архитектурной деятельности» и 2.1.11 «Теория и история архитектуры, реставрация и реконструкция историко-архитектурного наследия» впервые в истории вуза присуждены ученые степени кандидатов архитектуры трем аспирантам: Наталье Калининой, Евгению Огиенко и Юлии Логиновой.
Их работы, выполненные под руководством опытных научных наставников, получили высокую оценку за новизну, теоретическую и практическую ценность.