El uso de moléculas orgánicas activas redox e iones metálicos magnéticos como bloques de construcción moleculares para materiales representa una nueva estrategia hacia nuevos tipos de materiales 2D que exhiben tanto una alta conductividad electrónica como un orden magnético. Crédito:Kasper Steen Pedersen y We Love People.
Un equipo internacional dirigido por el profesor asistente Kasper Steen Pedersen, Química DTU, ha sintetizado un nanomaterial novedoso con propiedades eléctricas y magnéticas que lo hacen adecuado para futuras computadoras cuánticas y otras aplicaciones en electrónica.
Cromo-cloruro-pirazina (fórmula química CrCl 2 (pirazina) 2 ) es un material en capas, que es un precursor de un material llamado 2-D. En principio, un material 2-D tiene un grosor de una sola molécula y esto a menudo conduce a propiedades muy diferentes a las del mismo material en una versión 3-D normal; no menos importante de los cuales, las propiedades eléctricas serán diferentes. Mientras que en un material 3-D, los electrones pueden tomar cualquier dirección, en un material 2-D estarán restringidos a moverse horizontalmente, siempre que la longitud de onda del electrón sea más larga que el grosor de la capa 2-D.
Híbrido orgánico / inorgánico
El grafeno es el material 2-D más conocido. El grafeno consta de átomos de carbono en una estructura reticular, que rinde su notable fuerza. Desde la primera síntesis de grafeno en 2004, se han sintetizado cientos de otros materiales 2-D, algunos de los cuales pueden ser candidatos para aplicaciones de electrónica cuántica. Sin embargo, el material novedoso se basa en un concepto muy diferente. Mientras que los otros candidatos son todos inorgánicos, al igual que el grafeno, el cloruro de cromo pirazina es un material híbrido orgánico / inorgánico.
"El material marca un nuevo tipo de química, en el que podemos reemplazar varios bloques de construcción en el material y, por lo tanto, modificar sus propiedades físicas y químicas. Esto no se puede hacer con grafeno. Por ejemplo, no se puede optar por reemplazar la mitad de los átomos de carbono del grafeno con otro tipo de átomo. Nuestro enfoque permite diseñar propiedades con mucha más precisión que la conocida en otros materiales 2-D, "Explica Kasper Steen Pedersen.
El uso de moléculas orgánicas con actividad redox e iones metálicos magnéticos como bloques de construcción moleculares para materiales representa una nueva estrategia hacia nuevos tipos de materiales 2D que exhiben tanto una alta conductividad electrónica como un orden magnético. Crédito:Kasper Steen Pedersen y We Love People.
Además de las propiedades eléctricas, también se pueden diseñar con precisión las propiedades magnéticas del cloruro de cromo pirazina. Esto es especialmente relevante en relación con la "espintrónica".
"Mientras estás en electrónica normal, solo se utiliza la carga de los electrones, Pero también el espín electrónico, que es una propiedad de la mecánica cuántica, se usa en espintrónica. Esto es muy interesante para las aplicaciones de computación cuántica. Por lo tanto, el desarrollo de materiales a nanoescala que son tanto conductores como magnéticos es más relevante, ", Señala Kasper Steen Pedersen.
Un nuevo mundo de materiales 2-D
Además de la computación cuántica, El cloruro de cromo pirazina puede ser de interés en futuros superconductores, catalizadores, baterías celdas de combustible, y electrónica en general.
Las empresas no están interesadas en comenzar a producir el material de inmediato, el investigador subraya:"Todavía no, ¡por lo menos! Esta sigue siendo una investigación fundamental. Dado que estamos sugiriendo un material sintetizado a partir de un enfoque completamente nuevo, varias preguntas siguen sin respuesta. Por ejemplo, todavía no podemos determinar el grado de estabilidad del material en diversas aplicaciones. Sin embargo, incluso si por alguna razón el cloruro de cromo-pirazina resultara inadecuado para las diversas aplicaciones posibles, los nuevos principios detrás de su síntesis seguirán siendo relevantes. Esta es la puerta a un nuevo mundo de materiales 2-D más avanzados que se abren ".
