Wetenschappers van Hokkaido University zijn erin geslaagd een nikkelcomplex te ontwikkelen dat van kleur en magnetisme verandert wanneer het wordt blootgesteld aan methanoldamp. Het nieuwe materiaal kan potentieel niet alleen worden gebruikt als chemische sensor, maar ook met toekomstige herschrijfbare geheugenapparaten.

Het fenomeen van kleurveranderingen in een stof, veroorzaakt door vluchtige dampen van organische verbindingen of anorganische gassen, heet vapochromisme. Sinds de ontdekking aan het einde van de vorige eeuw, wetenschappers hebben hun onderzoek gericht op het ontwikkelen van sensorische materialen die de aanwezigheid van schadelijke organische oplosmiddelen zichtbaar kunnen aantonen. Verder, onderzoek naar materialen die kleur en andere eigenschapsveranderingen synchroniseren, zoals magnetisme, kan leiden tot bredere toepassingen.

Het onderzoeksteam onder leiding van Masako Kato van de Hokkaido University richtte zich op het ontwikkelen van materialen die tegelijkertijd van kleur en magnetisme veranderen wanneer ze worden blootgesteld aan dampen. Daten, Van sommige ijzercomplexen was bekend dat ze bij kamertemperatuur magnetisme schakelen tussen "paramagnetisme" en "diamagnetisme", maar vallen meestal in stabiele toestanden wanneer de temperaturen lager zijn.

Het was daarom belangrijk om materialen te ontwikkelen die het magnetisme onder een groter temperatuurbereik kunnen veranderen. Het team richtte zich op een nikkel(II)-chinonoïdcomplex. "Als het complex magnetisme verandert wanneer zijn coördinatiestructuur verandert, we veronderstelden dat als oplosmiddeldampen direct aan nikkelionen zouden kunnen binden, het complex zou tegelijkertijd kleuren en magnetisme veranderen, ' zegt Masako Kato.

Volgens hun onderzoek een nikkel(II)-chinonoïdecomplex werd in een methanoldampomgeving met hoge dichtheid geplaatst. Zodra methanolmoleculen aan het complex zijn gebonden, de coördinatiestructuur werd getransformeerd gevolgd door een kleurverandering van diep paars naar oranje. Bij blootstelling aan dampen zoals ethanol en chloroform, methanolmoleculen los van het complex, het omkeren van de kleur naar diep paars.

In samenwerking met Noriaki Matsunaga van Hokkaido University, ze ontdekten dat de kleurveranderingen samen met veranderingen in magnetisme plaatsvonden. Toen methanolmoleculen uit het complex werden verwijderd, het schakelde over van paramagnetisme naar diamagnetisme, en beide toestanden zouden kunnen worden gehandhaafd onder een breed temperatuurbereik.

"Dit onderzoek markeert de eerste keer dat dampmoleculen met succes magnetische toestanden van nikkelcomplexen hebben veranderd, ", zegt Kato. "Omdat het nikkelcomplex verschillend reageert op ethanol en methanol, het zou in de toekomst kunnen worden gebruikt als sensormateriaal dat selectief is voor methanol. We verwachten dat verdere toepassingen van deze methode kunnen leiden tot nieuwe materialen die gegevens kunnen vastleggen en wissen met behulp van damp."