¿Cómo le gustaría almacenar todas las películas jamás realizadas en un dispositivo del tamaño de un I-phone?

Los imanes hechos de solo unos pocos átomos metálicos podrían hacer posible construir dispositivos de almacenamiento radicalmente más pequeños y también se han propuesto recientemente como componentes para dispositivos espintrónicos. Solo hay un obstáculo en el camino. Solo se ha visto que los imanes de tamaño nanométrico funcionan a temperaturas de unos pocos pelos por encima del cero absoluto.

Ahora, un estudiante de química de la Universidad de Copenhague ha demostrado que los imanes moleculares que utilizan los metales rutenio y osmio conservan sus propiedades magnéticas a temperaturas más altas. Lo más probable es que se deba al mayor acoplamiento espín-órbita y a una nube de electrones más difusa presente en estos elementos más pesados. Algunos de sus hallazgos se han publicado recientemente en Química:una revista europea .

Kasper Steen Pedersen está estudiando una maestría en la Universidad de Copenhague. Como muchos otros en su campo elegido de magnetismo molecular, había estado trabajando con imanes basados ​​en iones metálicos tridimensionales de hierro. Esta parece una opción obvia cuando se trabaja con imanes ordinarios que generalmente constan de aproximadamente un billón de átomos. Los imanes de una sola molécula son moléculas aisladas que se comportan como imanes reales, pero no exhiben una característica de orden tridimensional de un imán. Aunque es interesante desde una perspectiva de investigación fundamental, la necesidad de temperaturas muy bajas hace que los minúsculos imanes sean inútiles para cualquier aplicación práctica. Así que Pedersen quería ver si era posible otra táctica.

"Cuando miras la tabla periódica de los elementos, la solución parece obvia. El rutenio y el osmio están en el mismo grupo en la tabla periódica que el hierro, por lo que también debería ser posible crear imanes a partir de estas sustancias utilizando nuestro conocimiento sobre los imanes moleculares basados ​​en hierro ", dice Pedersen.

Resultó que la síntesis química necesaria para construir imanes moleculares a partir de las sustancias era relativamente simple. Pero las propiedades medidas fueron sorprendentes.

"Las propiedades químicas son las mismas para estos metales que para el hierro. Pero las propiedades físicas de los nuevos imanes resultaron ser muy diferentes a las del hierro. Básicamente, el magnetismo surge del espín del electrón, pero también del movimiento del electrón alrededor del núcleo. La última contribución, que es muy grande para el rutenio, osmio y otros elementos pesados, ha sido ignorado en gran medida por la comunidad científica, pero ahora hemos demostrado, experimentalmente, ese es un efecto muy pronunciado. Y esto es completamente nuevo y emocionante ", explica Kasper Steen Pedersen.

El uso de metales no convencionales para sus imanes permitió a Pedersen elevar la temperatura crítica solo en unos pocos Kelvin. Sin embargo, el resultado intrigante de que el movimiento de los electrones juega un papel importante en las propiedades magnéticas allana el camino para nuevos enfoques sintéticos de nanoimanes moleculares con altas temperaturas críticas sin precedentes.

"No conseguirás que lo llame un gran avance. Pero es un resultado notable para el campo", concluye Kasper Steen Pedersen.