Una nuova famiglia di cluster metallici a forma di ruota manifesta proprietà uniche per la tecnologia del futuro. La scoperta è stata effettuata da un team di ricerca composto da diverse istituzioni cinesi, pubblicato su Polyoxometalates.
“I complessi polimetallici sono di grande interesse non solo per la loro attraente struttura molecolare ma anche per le loro versatile applicazioni in vari campi”, ha dichiarato l’autore co-corrispondente Yan-Zhen Zheng, professore al Frontier Institute of Science and Technology (FIST) presso l’Università di Xi’an Jiaotong.
I complessi polimetallici potrebbero infondere specifiche proprietà ai materiali se le molecole potessero essere sintetizzate, tra cui la capacità di fluorescere e stranezze magnetiche che permettono cambiamenti di temperatura drastici e controllo.
Il gruppo si è concentrato sulla creazione di complessi polimetallici con elementi di terre rare e specificamente europio, terbio e gadolinio.
“Tra tutti i complessi polimetallici, i composti a base di terre rare hanno attirato un’attenzione senza precedenti a causa dei loro interessanti comportamenti magnetici e di luminescenza”, ha dichiarato Zheng. “Sono stati isolati diversi composti di questo tipo, ma la sintesi diretta è stata una sfida”.
Gli elementi dei complessi richiedono una coordinazione significativa a causa della loro diversità geometrica.
“Gli studi precedenti hanno rivelato che il controllo dell’idrolisi, cioè la rottura di un composto con acqua, degli ioni metallici delle terre rare in presenza di appropriati leganti organici sarebbe una strategia efficace per ottenere le specie desiderate”, ha spiegato Zheng. Un legante è una molecola che si lega a un atomo metallico. La sua aggiunta al complesso può stabilizzare la struttura.
I ricercatori hanno utilizzato l’idrolisi per scomporre le terre rare in una soluzione contenente un legante chiamato tricine. Tricine contiene diversi bracci di ossigeno e idrogeno, il che significa che può ospitare una vasta gamma di metalli e aiutare a stabilizzare i cluster risultanti.
“Attraverso la semplice reazione di idrolisi, abbiamo sintetizzato tre nano-cluster di terre rare e utilizzato analisi di diffrazione a raggi X per rivelare la loro stabile struttura a forma di ruota”, ha detto Zheng. “A causa della presenza di diversi ioni metallici delle terre rare in questi analoghi, ogni composto mostra proprietà distintive”.
Il cluster a base di europio ha emesso l’emissione rossa, mentre il cluster a base di terbio ha emesso la fluorescenza verde. Il cluster a base di gadolinio ha mostrato potenziali applicazioni nella refrigerazione magnetica. Secondo Zheng, il gruppo di ricerca sta continuando a investigare la sintesi e l’applicazione di questi cluster.
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