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  • La investigación encuentra nuevas estructuras moleculares en nanoclusters basados ​​en boro

    Una nueva investigación muestra que los grupos de átomos de boro y lantánidos forman una estructura de "sándwich inverso" interesante y estable. Crédito:Wang Lab / Brown University

    Investigadores de la Universidad de Brown y colaboradores de la Universidad de Tsinghua en China han demostrado que los nanoclusters hechos de elementos de boro y lantánidos forman estructuras simétricas y altamente estables con propiedades magnéticas interesantes.

    Los resultados, publicado en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias los lunes, 9 de julio sugieren que estos nanoclusters pueden ser útiles como imanes moleculares o ensamblados en nanocables magnéticos. La investigación también ayuda a arrojar luz sobre la estructura y los enlaces químicos de los lantánidos de boro a granel, lo que puede ayudar a diseñar nuevos materiales de boruro.

    "Los lantánidos de boro son una clase importante de materiales utilizados en la electrónica y otras aplicaciones, pero no se han estudiado nanoclusters de lantánidos de boro, "dijo Lai-Sheng Wang, profesor de química en Brown y autor principal de un artículo que describe el trabajo. "Acabamos de empezar a investigar estos nanoclusters, y aquí mostramos que pueden tener una interesante estructura de 'sándwich inverso' con la combinación correcta de átomos de boro y lantánidos ".

    La estructura, un anillo de átomos de boro unidos con un solo átomo de lantánido unido a cada lado, emergió en grupos hechos de ocho átomos de boro y dos átomos de lantano o praseodimio (ambos miembros del grupo lantánido en la tabla periódica). Las estructuras tipo sándwich (complejos en los que dos moléculas planas de hidrocarburos aromáticos rodean un solo átomo metálico) son bien conocidas en química y su descubrimiento le valió un premio Nobel en 1973. Se sabe que las estructuras sándwich inversas se forman en complejos moleculares orgánicos de uranio, Wang dice:pero esta es la primera vez que se observa la estructura en los lantánidos de boro.

    El laboratorio de Wang utilizó una técnica llamada espectroscopia de fotoelectrones para estudiar nanoclusters hechos de diferentes elementos químicos. La técnica consiste en eliminar los cúmulos atómicos con un láser de alta potencia. Cada zap saca un electrón del cúmulo. Midiendo la energía cinética de esos electrones liberados, los investigadores pueden comprender cómo se unen los átomos de un cúmulo e inferir la estructura física del cúmulo. Para encontrar las estructuras, Wang comparó los espectros de fotoelectrones con cálculos teóricos realizados por el profesor de química cuántica Jun Li y sus estudiantes de Tsinghua.

    "Descubrimos que los cúmulos formados por ocho átomos de boro y dos lantánidos son muy simétricos, según se infiere de sus patrones espectrales simples, "Dijo Wang." En química, siempre que encontramos algo que es muy simétrico es muy emocionante ".

    Que se produce la simetría, Wang dijo:por la naturaleza de los enlaces químicos que mantienen unida la estructura. La naturaleza de esos enlaces también hace que los grupos sean altamente magnéticos. Eso podría hacerlos útiles para aplicaciones de nanoelectrónica o en otros lugares.

    La investigación también ayuda a arrojar luz sobre los boruros a granel, Wang dice.

    "Nos brinda una nueva forma de comprender la unión y la estructura de los materiales de boruro, ", dijo." Al estudiar unidades pequeñas, podemos obtener información sobre el sistema a granel, y creo que hemos obtenido algo de esa información aquí ".


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