Dankzij hun bijzondere eigenschappen, zeldzame aardmetalen worden in veel hightechproducten gebruikt. Wetenschappers van het Karlsruhe Institute of Technology (KIT) werken nu aan nieuwe toepassingen van deze elementen. Het team produceert zogenaamde sandwichverbindingen op basis van zeldzame aardmetalen, die in de toekomst kunnen dienen als nieuwe moleculaire materialen voor efficiëntere opslagmedia of displays. De Duitse Onderzoeksstichting (DFG) financiert deze baanbrekende studie met 500 euro, 000 onder een Reinhart Koselleck Project.

Sandwichverbindingen zijn chemische moleculen, waarvan de eigenschappen nog grotendeels onbekend zijn. De verbindingen bestaan ​​uit twee ringstructuren, waartussen een enkel metaalatoom is "gevangen". Simpel gezegd, de verbindingen zien eruit als mini-sandwiches. Om te onderzoeken of de moleculen als basis kunnen dienen voor innovatieve toekomstige materialen, Professor Peter Roesky, hoofd van de leerstoel voor anorganische functionele materialen van het Instituut voor anorganische chemie (AOC), en zijn team produceren verschillende soorten van deze sandwichcomplexen in het laboratorium. Als metaalatomen in het centrum van de verbindingen, de wetenschappers gebruiken verschillende elementen uit de groep zeldzame aardmetalen. De testmoleculen verschillen ook in hun ringstructuren. De ringen bestaan ​​uit koolstof en een variabel aandeel andere elementen. Er wordt geëxperimenteerd met verschillende ringmaten. Binnen het project is de onderzoekers zijn van plan om de grootte en structuur van de ringen systematisch te variëren om een ​​structuur-effectrelatie af te leiden. "We zullen de invloed van de structuur van de sandwichverbindingen op hun fysieke eigenschappen bestuderen, Roesky legt uit. we zullen ons concentreren op magnetisme en luminescentie van de moleculen."

Tot dusver, zeldzame aardmetalen zijn meestal toegepast in vaste materialen die worden gebruikt in hightechproducten. De elementen vind je terug in ledlampen, mobiele schermen, of magneten van windturbines, om een ​​paar voorbeelden te noemen. De productie van de moleculaire verbindingen uit zeldzame aardmetalen door Roesky is een benadering die tot nu toe nauwelijks is overwogen.

In het ideale geval, onderzoekers zouden moleculen kunnen verkrijgen die zich gedragen als minuscule magneten. Dergelijke verbindingen worden ook wel single-molecule magneten genoemd. op een dag, deze nieuwe complexen zouden kunnen worden gebruikt om opslagmedia te produceren met een aanzienlijk verhoogde opslagcapaciteit in het geval van dezelfde fysieke dimensie. Roesky en zijn team testen ook zeldzame-aarde-elementen die al in lichtgevende materialen worden gebruikt. Sandwichverbindingen die dergelijke elementen bevatten, kunnen in de toekomst worden gebruikt om geoptimaliseerde displays te produceren. "Ons project dient om basiskennis van deze nieuwe materialen te verkrijgen, ' zegt Roesky.