Las tecnologías futuras se basan en fenómenos que antes se consideraban dominio exclusivo de la física teórica o la química. Por ejemplo, el acercamiento a los dispositivos con almacenamiento de información de alta densidad surgió cuando los químicos descubrieron imanes de una sola molécula, complejos inusuales de metales de transición y lantánidos. Además, varios compuestos de lantánidos exhiben propiedades de luminiscencia que dependen de la temperatura.

Estas propiedades son la base de la creación de termómetros moleculares, dispositivos que permiten la medición remota de la temperatura con alta sensibilidad y resolución. Estos termómetros de lantánidos son muy prometedores para futuras aplicaciones en biología, medicina y criogenia.

Los químicos de la RUDN han obtenido compuestos estructurales de lantánidos que presentan simultáneamente las propiedades de imanes monomoleculares y termómetros de lantánidos. El estudio se publica en RSC Advances .

"Los compuestos de lantánidos de diversas composiciones y estructuras son de interés para los investigadores debido a sus propiedades magnéticas y luminiscentes. Esto impresiona no sólo desde un punto de vista fundamental, sino también por sus prometedoras aplicaciones tecnológicas.

"Nuestro objetivo era crear compuestos luminiscentes con una combinación de las propiedades de los termómetros de emisión y los imanes monomoleculares. Los ejemplos de estos compuestos son muy raros, pero son de particular interés debido a la posibilidad de controlar la temperatura de futuros dispositivos magnéticos monomoleculares en el nivel molecular", afirmó Alexey Bilyachenko, Ph.D., investigador destacado del Instituto Conjunto de Investigación Química de la Universidad RUDN.

Los químicos han sintetizado compuestos a base de silsesquioxanos, una matriz de organosilicio que permite estructuras estructurales con iones lantánidos de diversas naturalezas. Esta característica esencial de las estructuras permite obtener un comportamiento que combina las propiedades de diferentes centros de lantánidos. Se obtuvieron los primeros tres ejemplos de tales estructuras de metales mixtos. Todos contienen cuatro iones lantánidos.

Un compuesto que combina iones disprosio y terbio (así como un compuesto que contiene una combinación triple:europio-terbio-itrio) exhibe propiedades tanto paramagnéticas (interacción con un campo magnético) como de emisión (brillo característico de estos lantánidos).

El más interesante resultó ser el compuesto que contiene iones de europio y disprosio. Presenta simultáneamente las propiedades de un imán monomolecular y un termómetro de lantánidos. El compuesto es aplicable como termómetro de emisión en un amplio rango de temperatura de 20 ℃ a 100 ℃ y se caracteriza por una alta sensibilidad térmica relativa (1,15 % K ^-1 a 293 K). La preparación de este compuesto abre amplias posibilidades para el diseño molecular de complejos de lantánidos funcionales.

"El complejo que obtuvimos presenta propiedades inusuales y multifuncionales:un imán de una sola molécula y un termómetro de emisión con un mecanismo de autocalibración. La investigación futura en esta área es muy prometedora para la creación de materiales de nueva generación", dijo Alexey Bilyachenko, Ph. D., investigador destacado del Instituto Conjunto de Investigación Química de la Universidad RUDN.

Más información: Gautier Félix et al, Silsesquioxanos a base de lantánidos tetranucleares:hacia una combinación de una relajación lenta de la magnetización y una termometría luminiscente, RSC Advances (2023). DOI:10.1039/D3RA04901A

Información de la revista: Avances de RSC

Proporcionado por la Universidad RUDN