Los imanes formados a partir de una sola molécula son de particular interés en el almacenamiento de datos, ya que la capacidad de almacenar un poco en cada molécula podría aumentar enormemente la capacidad de almacenamiento de las computadoras. Los investigadores han desarrollado ahora un nuevo sistema molecular con una dureza magnética particular. Los ingredientes de esta receta especial son metales de tierras raras y un inusual puente molecular a base de nitrógeno, como se muestra en el estudio publicado en la revista Angewandte Chemie .

La idoneidad de una molécula para convertirse en un medio de almacenamiento de datos magnético depende de la capacidad de sus electrones para magnetizarse y resistir la desmagnetización. también conocida como dureza magnética. Los físicos y los químicos construyen imanes moleculares como este a partir de iones metálicos que están acoplados magnéticamente entre sí a través de puentes moleculares.

Sin embargo, Estos puentes de acoplamiento deben cumplir con ciertos criterios, tales como facilidad de producción y versatilidad. Por ejemplo, un puente de dinitrógeno radical:dos átomos de nitrógeno con un electrón adicional, Haciendo del dinitrógeno un radical - dio resultados sobresalientes para iones de metales de tierras raras, pero es muy difícil de controlar y no ofrece "margen de modificación, "explica Muralee Murugesu y su equipo de la Universidad de Ottawa, Canadá, en su estudio. Para darles un mayor alcance, el equipo amplió este puente utilizando un "doble dinitrógeno"; el ligando de tetrazina inexplorado tiene cuatro átomos de nitrógeno en lugar de dos.

Para producir el imán molecular, los investigadores combinaron el nuevo ligando de tetrazina con metales de tierras raras, los elementos disprosio y gadolinio, y agregaron un agente reductor fuerte a la solución para formar los puentes radicales de tetrazina. El nuevo imán cristalizó en forma de escamas en forma de prisma de color rojo oscuro.

Los investigadores describen la unidad molecular dentro de este cristal como un complejo tetranuclear en el que cuatro iones metálicos estabilizados por ligando están unidos por cuatro radicales tetrazina. La propiedad más significativa de esta nueva molécula es su extraordinaria dureza magnética o campo coercitivo. Esto significa que los complejos formaron un imán duradero de una sola molécula que era particularmente resistente a la desmagnetización.

El equipo explica que este campo altamente coercitivo se logra mediante un fuerte acoplamiento a través de la unidad de radical tetrazina. Los cuatro centros metálicos de la molécula están acoplados para dar una unidad molecular con un giro gigante. Solo el predecesor de esta molécula, con el puente de dinitrógeno, dio un acoplamiento más fuerte. Sin embargo, Como ya fue mencionado, también era mucho menos versátil y menos estable que el nuevo puente de radicales tetrazina.

El equipo destaca que este método podría usarse para producir otros complejos multinucleares con espín gigante, ofreciendo excelentes oportunidades para desarrollar imanes de una sola molécula extremadamente eficientes sin las dificultades de los candidatos anteriores.