Ett team från Ruhr Explores Solvation Cluster of Excellence vid Ruhr-Universität Bochum har skapat nya molekyler med magnetiska egenskaper. I motsats till många tidigare organiska magneter, molekylerna var stabila i närvaro av vatten och syre. Deras magnetiska egenskaper bibehölls upp till minus 110 grader Celsius - vilket är relativt varmt för dessa föreningar. Tillsammans med kollegor från Ryska vetenskapsakademin i Chernogolovka, teamet ledd av professor Wolfram Sander, Ordförande för organisk kemi II, beskriver resultaten i journalen Angewandte Chemie den 2 juli 2019.

Organiska magneter kan erbjuda många fördelar jämfört med konventionella metalliska magneter:de skulle vara lätta, transparent, ekonomisk och kan vara flexibel eller till och med flytande. Deras magnetiska egenskaper kunde slås på och av med hjälp av ljus. "Dock, organiska magnetiska molekyler är ofta instabila, " säger Wolfram Sander. "De reagerar lätt med andra molekyler eller förlorar sina magnetiska egenskaper när de utsätts för ljus eller värme."

Magnetism på grund av oparade elektroner

Magnetism uppstår när elektriska laddningar rör sig; fenomenet kan hittas i materia av vilket slag som helst, men med varierande intensitet. Det som kallas arylnitrener har visat sig vara lovande molekyler för organiska magneter. "De har två oparade elektroner med en stark magnetisk interaktion och är relativt lätta att producera, " säger Enrique Mendez-Vega, en av författarna till publikationen.

Forskarna hoppades på ännu starkare magnetiska egenskaper genom att kombinera flera nitrener. I det pågående arbetet, de kombinerade tre nitrener för att bilda en trinitren, som alltså innehöll sex oparade elektroner. Deras syntesväg uppnådde höga utbyten.

Även om trinitrenen hade sex oparade elektroner - en egenskap som vanligtvis gör molekyler reaktiva - förblev den stabil istället för att reagera med syre och väte. Forskarna hade bäddat in det i en vattenmatris, vilket också hindrade molekylens reaktiva enheter från att gå samman, vilket skulle ha fått dem att förlora sina magnetiska egenskaper.

Nästa mål:stabil vid rumstemperatur

"Trinitrenerna är lovande kandidater för utveckling av organiska magneter eftersom de är relativt lätta att producera i större mängder, är stabila och starkt magnetiska, " säger Wolfram Sander. "Vi arbetar nu med att göra dem stabila under normala miljöförhållanden, som vid rumstemperatur. "