Al almacenar datos, Las técnicas convencionales están llegando cada vez más a sus límites. Los llamados imanes de molécula única podrían proporcionar un remedio. Los equipos de investigación de Kaiserslautern y Karlsruhe están investigando sus propiedades de almacenamiento. La atención se centra en los metales dentro de las moléculas, que son responsables de las características magnéticas y, por tanto, de las propiedades de almacenamiento. Usando un método novedoso, los equipos han logrado por primera vez examinar estos materiales con mayor detalle. Similar a la cámara lenta, Los detalles ahora se pueden analizar de forma complementaria para conocer más sobre su capacidad de almacenamiento. El estudio fue publicado en la revista Angewandte Chemie .

Ya sean discos duros, chips de memoria o sensores:los imanes hacen posible el almacenamiento de datos en primer lugar. La base del magnetismo es el giro de los electrones, también conocido como momento angular intrínseco. El equipo formado por el profesor Dr. Volker Schünemann y su estudiante de doctorado Lena Scherthan del Departamento de Biofísica y Física Médica de la Technische Universität Kaiserslautern (TUK) está trabajando en una nueva forma de imanes, los imanes de una sola molécula. Dichos imanes podrían permitir almacenar mucha más información en el futuro.

"Los imanes de una sola molécula consisten en un centro metálico que está conectado a los llamados ligandos orgánicos y, por lo tanto, forman una molécula, "dijo Scherthan, el primer autor del estudio actual. "Solo ciertos metales son adecuados para este tipo de moléculas. Estos incluyen hierro, por ejemplo, pero también elementos químicos menos conocidos del grupo de los lantánidos, como el disprosio con el que trabajamos ". También se les conoce como elementos de tierras raras. Lo especial de ellos:sus electrones pueden generar un momento magnético que es relativamente grande para una molécula. El equipo de investigación de Kaiserslautern y el grupo de investigación dirigido por La profesora química Annie K. Powell del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) está investigando la capacidad de almacenamiento de este tipo de imanes de molécula única y cómo se puede mejorar.

Además, Se utilizan técnicas especiales:La espectroscopia de Mössbauer es un método analítico en el que se investiga la absorción de núcleos atómicos con la ayuda de rayos X de alta energía. En el campus de TUK, este método se utiliza para investigar sustancias que contienen hierro e incluso proteínas. El equipo de Schünemann utilizó una fuente de radiación (Advanced Photon Source) en el Laboratorio Nacional Argonne de EE. UU. Cerca de Chicago para sus experimentos.

Por primera vez, Ahora ha sido posible investigar un imán de una sola molécula con disprosio como su centro metálico utilizando este método. "Los experimentos se llevaron a cabo a temperaturas extremadamente bajas de -269 grados Celsius en helio líquido, ", continuó el físico. Estas bajas temperaturas son necesarias porque muchos de los imanes de una sola molécula desarrollados hasta la fecha, sólo exhiben sus propiedades características en estas condiciones.

Además, este método espectroscópico proporciona una vista más detallada del cosmos atómico. Esta técnica permite a los investigadores sacar conclusiones sobre las interacciones entre el núcleo metálico y los ligandos. "Podemos examinar las propiedades del centro metálico de forma similar a la cámara lenta, "la científica compara el método que presenta con sus colegas investigadores en su estudio actual". Vemos información adicional en comparación con nuestros métodos convencionales. Por ejemplo, podemos ver qué tan rápido el sistema regresa a su estado original y cuánto tiempo dura el almacenamiento de la molécula ".

El objetivo de los grupos de investigación de Kaiserslautern y Karlsruhe es comprender mejor las propiedades características de los imanes de una sola molécula para desarrollar estratégicamente otros sistemas. Además de los sistemas que solo tienen un único centro metálico, el equipo de TUK y el grupo del profesor Powell también están investigando las propiedades de los imanes de una sola molécula que tienen dos o más centros metálicos. El foco aquí está en las interacciones entre los metales. "Esto podría conducir a un mejor comportamiento de almacenamiento, dijo Scherthan.

El trabajo se llevó a cabo en el marco del Centro de Investigación Colaborativa Transregio "Efectos cooperativos en complejos homo y heterometálicos" (SFB / TRR 883 MET). Los equipos de investigación de la química y la física trabajan de forma interdisciplinaria en sistemas moleculares con dos a cuatro centros metálicos. Uno de los objetivos es desarrollar nuevas propiedades y funciones a nivel molecular, por ejemplo para obtener materiales más eficientes para almacenamiento magnético o catalizadores más efectivos para reacciones químicas.

El estudio fue publicado en la reconocida revista Angewandte Chemie .