Томские ученые помогли синтезировать новую уникальную молекулу

Ученые Томского политехнического университета вместе с коллегами синтезировали уникальную молекулу вердазил-нитроксильного трирадикала. Она может выдержать высокие температуры и обладает перспективными магнитными свойствами для применения в новых запоминающих устройствах.

Как уточняют в пресс-службе ТПУ, получить молекулы со схожими свойствами смогли лишь несколько исследовательских групп в мире. Предполагается, что ее можно использовать при создании магниторезистивной оперативной памяти, что является одной из наиболее перспективных технологий для запоминающих устройств. Сейчас ее развитие ограничено в том числе тем, что не удается создать магнитную ячейку памяти меньшего размера — из-за эффекта спонтанной перемагниченности. Этого недостатка лишены одномолекулярные магнетики на основе органических соединений: считанное количество молекул уже могут работать как единица накопителя памяти.

«При определенной температуре происходит фазовый магнитный переход, наблюдается согласованная ориентация магнитных векторов молекул, в результате материя становится единым магнитом. Буквально 20-40 молекул уже формируют микромагнит. Наша задача в этом исследовании заключалась в создании такой молекулы, которая проявляла бы свои магнитные свойства при больших температурах, была кристаллической и имела небольшое расстояние между радикальными центрами», — поясняет соавтор статьи, доцент Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Павел Петунин.

При создании молекулы ученые работали с тремя радикальными центрами в одной молекуле, объединив их в одной сопряженной структуре. Для синтеза ученые применили палладий-катализируемую реакцию вердазильного радикала с золотым комплексом нитронил-нитроксильного радикала. Протекание реакции осложнено наличием неспаренных электронов в исходных соединениях, а также объединением сразу трех радикальных центров в одной молекуле, что влияет на ее стабильность. По словам ученых, других путей синтеза молекулы не существует.

Над синтезом молекулы работал коллектив ученых Томского политеха, Новосибирского института органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН, Института органической химии имени Н.Д. Зелинского РАН, Института химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского РАН и Международного томографического центра СО РАН. Исследование было выполнено в рамках проекта Российского научного фонда № 20-73-00236 «Стабильные органические радикалы как перспективные строительные блоки для новых материалов».

Сейчас исследователи подошли к границе сложных молекул и планируют синтезировать практически невозможные молекулы — гетероспиновые и высокоспиновые дендримеры.

Подписывайтесь на наш телеграм-канал «Томский Обзор».