Tack vare deras speciella egenskaper, sällsynta jordartsmetaller används i många högteknologiska produkter. Forskare vid Karlsruhe Institute of Technology (KIT) arbetar nu med nya tillämpningar av dessa element. Teamet producerar så kallade smörgåsföreningar baserade på sällsynta jordartsmetaller, som kan fungera som nya molekylära material för effektivare lagringsmedia eller displayer i framtiden. Tyska forskningsstiftelsen (DFG) finansierar denna banbrytande studie med 500 EUR, 000 under ett Reinhart Koselleck-projekt.

Sandwichföreningar är kemiska molekyler, vars fastigheter fortfarande är i stort sett okända. Föreningarna består av två ringstrukturer, mellan vilken en enda metallatom är "fångad". Helt enkelt talat, föreningarna ser ut som små smörgåsar. För att studera om molekylerna kan fungera som grund för innovativa framtida material, Professor Peter Roesky, Chef för ordföranden för oorganiska funktionella material vid Institutet för oorganisk kemi (AOC), och hans team producerar olika typer av dessa smörgåskomplex på laboratoriet. Som metallatomer i mitten av föreningarna, forskarna använder olika grundämnen från gruppen sällsynta jordartsmetaller. Testmolekylerna skiljer sig också åt i sina ringstrukturer. Ringarna består av kol och en varierande andel av andra grundämnen. Experiment utförs med olika ringstorlekar. Inom projektet, forskarna planerar att systematiskt variera ringarnas storlek och struktur för att få fram ett struktur-effektsamband. "Vi kommer att studera påverkan av smörgåsföreningarnas struktur på deras fysiska egenskaper, Roesky förklarar. "Särskilt, vi kommer att fokusera på magnetism och luminescens hos molekylerna."

Än så länge, sällsynta jordartsmetaller har vanligtvis använts i fasta material som används i högteknologiska produkter. Elementen finns i LED-lampor, mobila skärmar, eller magneter från vindkraftverk, för att nämna några exempel. Roeskys produktion av molekylära föreningar från sällsynta jordartsmetaller är ett tillvägagångssätt som hittills knappast har övervägts.

I det ideala fallet, forskare kan få tag på molekyler som beter sig som små magneter. Sådana föreningar kallas också enmolekylmagneter. Någon dag, dessa nya komplex kan användas för att producera lagringsmedia med avsevärt ökad lagringskapacitet i fall av samma fysiska dimension. Roesky och hans team testar också sällsynta jordartsmetaller som redan används i självlysande material. Smörgåsblandningar som innehåller sådana element kan användas för att producera optimerade skärmar i framtiden. "Vårt projekt tjänar till att få grundläggande förståelse för dessa nya material, " säger Roesky.