Ett internationellt team av forskare som är anslutna till UNIST har introducerat en spännande ny organisk nätverksstruktur som visar ren organisk ferromagnetism från ren p-TCNQ utan metallföroreningar vid rumstemperatur. Resultaten har publicerats i Chem .

Detta genombrott har letts av professor Jong-Beom Baek och hans forskargrupp vid School of the Energy and Chemical Engineering vid UNIST. I studien, forskargruppen har syntetiserat en nätverksstruktur från självpolymerisationen av tetracyanoquinodimethane (TCNQ) monomer. Den designade organiska nätverksstrukturen genererar stabila neutrala radikaler.

I över två decennier har det har varit utbredd skepsis kring påståenden om organisk ferromagnetism av plast, mestadels på grund av kontaminering av övergångsmetaller. Omfattande ansträngningar har ägnats åt att utveckla magneter i rent organiska föreningar baserade på fria radikaler, drivs av både vetenskaplig nyfikenhet och de potentiella tillämpningarna av en "plastmagnet". Forskare har därför försökt att utesluta föroreningsfrågorna och förverkliga magnetiska egenskaper från ren organisk plast.

Detta forskningsarbete rapporterar designen, syntes och magnetiska egenskaper hos en triazin nätverksstruktur som visar ferromagnetism vid rumstemperatur som härrör från rent organiskt material. Polymernätverket förverkligades genom självpolymerisation av TCNQ i trifluormetansulfonsyra (TFMSA) vid 155 grader C. Mycket stabila fria radikaler genereras genom vridning av π-bindningar runt triazinringarna och genom att fångas i det glasartade tillståndet hos en polymeriserad TCNQ (p-TCNQ) nätverksstruktur.

Förekomsten av oparade elektroner (radikaler) i p-TCNQ bekräftades av elektron-spin-resonans (ESR) spektroskopi i fast tillstånd och magnetisk karakterisering avslöjade närvaron av snurr ½ moment, vilket leder till ferromagnetisk ordning med en kritisk temperatur som är betydligt högre än rumstemperatur. De experimentella resultaten stöddes av noggrann teoretisk beräkning för att verifiera ursprunget till organisk ferromagnetism.

Denna studie har genomförts gemensamt av Javeed Mahmood of Energy and Chemical Engineering, Jungmin Park of Material Science and Engineering, och Dongbin Shin vid Institutionen för fysik vid UNIST. Professor Jong-Beom Baek och professor Jung-Woo Yoo i materialvetenskap och teknik övervakade projektet som motsvarande författare till denna studie.

"Vår studie föreslår inte bara nya riktningar i organiska magnetiska material, men presenterar också ett brett spektrum av möjligheter för att designa nya strukturer med neutrala stabila radikaler, som visar ferromagnetisk ordning, "säger professor Baek." Detta material förväntas väcka uppmärksamhet på många områden på grund av den vetenskapliga nyfikenheten och de potentiella tillämpningarna av plastmagneter. "