Een team van het Ruhr Explores Solvation Cluster of Excellence aan de Ruhr-Universität Bochum heeft nieuwe moleculen met magnetische eigenschappen gemaakt. In tegenstelling tot veel eerdere organische magneten, de moleculen waren stabiel in aanwezigheid van water en zuurstof. Hun magnetische eigenschappen bleven behouden tot min 110 graden Celsius, wat relatief warm is voor deze verbindingen. Samen met collega's van de Russische Academie van Wetenschappen in Chernogolovka, het team onder leiding van professor Wolfram Sander, Leerstoel Organische Chemie II, beschrijft de resultaten in het tijdschrift Angewandte Chemie op 2 juli 2019.

Organische magneten kunnen veel voordelen bieden ten opzichte van conventionele metalen magneten:ze zijn licht van gewicht, transparant, economisch en kan flexibel of zelfs vloeibaar zijn. Hun magnetische eigenschappen konden met licht worden in- en uitgeschakeld. "Echter, organische magnetische moleculen zijn vaak onstabiel, " zegt Wolfram Sander. "Ze reageren gemakkelijk met andere moleculen of verliezen hun magnetische eigenschappen bij blootstelling aan licht of warmte."

Magnetisme door ongepaarde elektronen

Magnetisme treedt op wanneer elektrische ladingen bewegen; het fenomeen kan worden gevonden in alle soorten, maar met wisselende intensiteit. Wat bekend staat als arylnitrenen zijn veelbelovende moleculen gebleken voor organische magneten. "Ze bezitten twee ongepaarde elektronen met een sterke magnetische interactie en zijn relatief eenvoudig te produceren, " zegt Enrique Mendez-Vega, een van de auteurs van de publicatie.

De onderzoekers hoopten op nog sterkere magnetische eigenschappen door verschillende nitrenen te combineren. In het huidige werk ze combineerden drie nitrenen om een ​​trinitreen te vormen, die dus zes ongepaarde elektronen bevatte. Hun syntheseroute leverde hoge opbrengsten op.

Hoewel het trinitreen zes ongepaarde elektronen had - een eigenschap die moleculen meestal reactief maakt - bleef het stabiel in plaats van te reageren met zuurstof en waterstof. De onderzoekers hadden het ingebed in een watermatrix, die ook verhinderde dat de reactieve eenheden van het molecuul samenkwamen, waardoor ze hun magnetische eigenschappen zouden verliezen.

Volgende doel:stabiel bij kamertemperatuur

"De trinitrenen zijn veelbelovende kandidaten voor de ontwikkeling van organische magneten omdat ze relatief eenvoudig in grotere hoeveelheden te produceren zijn, zijn stabiel en sterk magnetisch, ", zegt Wolfram Sander. "We werken er nu aan om ze stabiel te maken onder normale omgevingsomstandigheden, zoals bij kamertemperatuur."