Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Рис. 1. Патефон - механическое устройство для проигрывания виниловых пластинок.

Рис. 2. Обратимый переход между двумя стабильными состояниями протекает при облучении раствора светом с определённой длинной волны.

Рис. 3. Спектры поглощения для комплекса в транс- (зелёный) и цис- (фиолетовый) конфигурации.

Рис. 4. Высокая стабильность комплекса сохраняется даже после многократного переключения между двумя устойчивыми состояниями.

Уникальный патефон

Ключевые слова:  мономолекулярная электроника, НЭМС, органическая химия, хранение информации

Опубликовал(а):  Росляков Илья Владимирович

29 января 2011

Возможность управлять магнитными свойствами отдельной молекулы волнует умы и сердца учёных последние несколько лет. Но с хаотичным тепловым движением молекулярных объектов бороться практически бесполезно. Ведь ни для кого не секрет, что существование молекул, устойчивых в двух конформациях да еще и характеризующихся при этом различными магнитными свойствами (magnetic bistability), возможно лишь при гелиевых температурах. С этими умозаключениями не согласились немецкие химики. Результаты исследований, выполненных группой профессора Райнера Хергеса (Rainer Herges) в университете города Киля (University of Kiel), опубликованы в статье «Magnetic Bistability of Molecules in Homogeneous Solution at Room Temperature», вышедшей в последнем номере журнала Science.

По своему строению плод труда учёных напоминает старинный патефон (рис. 1), однако диаметр устройства составляет всего 1,2 нм (рис. 2). В качестве основы (пластинки) выступает плоское порфириновое кольцо с ионом никеля в центре. Следует отметить, что в подобном окружении координационное число Ni2+ равно четырём, образующийся комплекс является низкоспиновым, а молекула проявляет диамагнитные свойства. Роль записывающей иглы выполняет атом азота в пиридиновом кольце, которое располагается точно над атомом никеля благодаря органической цепочке, состоящей из двух ароматических циклов и двойной связи N=N. Именно конформация последней определяет, в каком из двух возможных стабильных состояний будет находиться комплекс. При изомеризации данной связи из транс-состояния в цис- атом азота из пиридина оказывается в непосредственной близости от иона Ni2+ (~ 2,1 Ǻ) и входит в его координационную сферу. При этом координационное число никеля увеличивается до 5, комплекс становится высокоспиновым и приобретает парамагнитные свойства.

Вышеописанный переход из более стабильного транс-состояния происходит в результате облучения разбавленного раствора металлорганического комплекса зелёным светом с длинной волны 500 нм (рис. 3). При этом конформацию меняют порядка 70% процентов молекул. Облучение в фиолетовой области с длинной волны 435 нм инициирует обратный переход, после которого 97% молекул в растворе находятся в транс-форме. Авторы работы отмечают, что система ведёт себя воспроизводимо даже после 10000 циклов переключения при комнатной температуре (рис. 4). Термическая стабильность комплекса тоже оказывается на высоте – период полураспада цис-формы составляет более 27 часов при температуре 54°С.

По словам профессора Хергеса, подобные переключатели могут быть использованы для создания электромагнитных устройств хранения информации, а также в качестве контрастирующего агента в магнитно-резонансной томографии.




Комментарии
Изящная работа.
Но ПАРФИРИН всё таки пишется через О.
очень красиво!

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Фуллеритовый цветок
Фуллеритовый цветок

Конкурс СЗМ-изображений 2017 от компании НТ-МДТ Спектрум Инструментс
Примите участие в конкурсе, поделитесь своими результатами с мировым СЗМ-сообществом и получите ценные призы!

Лауреатом премии Rusnanoprize 2017 стал создатель высокоэффективных солнечных ячеек Михаэль Гретцель
Обладателем международной премии в области нанотехнологий Rusnanoprize 2017 за разработки в области наноматериалов и модификации поверхностей стал швейцарский учёный Михаэль Гретцель. Торжественная церемония награждения лауреата состоялась на Форуме «Открытые инновации».

Школа на ладони: у нас есть из чего строить будущее!
В начале октября 2017 года стартовала XI осенняя сессия конкурсной образовательной программы для школьников «Школа на ладони»

Вспомнить все (total recall). Часть 3. Методы исследований в нанотехнологиях (практика)
Коллектив авторов
В третьей части рассматриваются экспериментально - практические материалы, связанные с методами анализа продуктов нанотехнологий, в том числе стандартные аналитические, физико – химические и структурные методы анализа. Участники могут изучать отдельно данный курс или комбинировать его с двумя предыдущими.

Вспомнить все (total recall). Часть 2. Решение задач и проектная работа (образование и самоподготовка)
Коллектив авторов
Во второй части рассматриваются обзорные материалы материалы по нанотехнологическому образованию и проектной деятельности (Раздел А), текстовый и иллюстративный материал по образовательным и социальным аспектам с сфере нанотехнологий (Раздел Б), а также самый важный раздел для подготовки к Олимпиадам данной серии, содержащий сборники заданий и решений за 10 олимпиадных лет (Раздел В).

Вспомнить все (total recall). Часть 1. Наноматериалы и нанотехнологии (теоретические аспекты)
Коллектив авторов
В первой части рассматриваются теоретические материалы, сгруппированные по важнейшим темам (Раздел А), уровню сложности (Раздел Б), для свободного чтения по основным группам рубрикатора РОСНАНО (Раздел В), а также для прохождения викторин самоконтроля (Раздел Г).

Система практик ФНМ МГУ
А.Б.Тарасов, А.В.Кнотько, Е.А.Гудилин

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!

Проектная работа

Сегодня становится все более популярной так называемая проектная работа школьников, однако на этот счет есть очень разные мнения. Мы были бы признательны, если бы Вы высказали кратко свое мнение по этому поводу путем голосования. Заранее благодарны!

Закон о реформировании РАН

В Совместном заявлении Совета по науке и членов Общественного совета Минобрнауки предлагается отозвать нынешний проект закона о "реформировании" РАН из Государственной думы и вернуться к его рассмотрению с соблюдением процедуры утвержденной постановлением Правительства РФ №851 от 25.08.2012, и указом Президента РФ №601 от 07.05.2012, которая была грубо нарушена. Мы предлагаем Вам высказать (анонимно) свое мнение в данном опросе, чтобы его статистические результаты были видны всем участникам опроса и общественности.



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.