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

 

Морская живность
Морская живность

Наноград. Люди (фоторепортаж)
С 29 июня по 11 июля 2018 года во Владивостоке, на базе Дальневосточного федерального университета (Владивосток) прошел Всероссийский детско-молодежный форум «Наноград - 2018». Вот об этом - небольшой фоторепортаж о людях и пространствах Нанограда.

Наноград. ДВФУ (фоторепортаж)
С 29 июня по 11 июля 2018 года во Владивостоке, на базе Дальневосточного федерального университета (Владивосток) прошел Всероссийский детско-молодежный форум «Наноград - 2018». Ниже - небольшой фоторепортаж о самом ДВФУ, который принял Нагорад.

Наноград. Владивосток (фоторепортаж)
С 29 июня по 11 июля 2018 года во Владивостоке, на базе Дальневосточного федерального университета (Владивосток) прошел Всероссийский детско-молодежный форум «Наноград - 2018». Более того, он проходил в кампусе ДВФУ на острове Русский - в том самой географической точке, где уже не первый год наша страна проводит масштабный экономический форум. Ниже - небольшой фоторепортаж об этом особом, удивительном месте.

Наноматериалы в ядерных технологиях
Тананаев И.Г.
Сегодня активное развитие ядерных технологий – мировая тенденция, связанная с обеспечением устойчивого развития мирового сообщества. Решение энергетических проблем путем строительства новых атомных станций, формирование персонифицированной высокотехнологической медицины за счет внедрения ядерной медицины, освоение Арктики и космического пространства – основы ядерных технологий, не говоря об обеспечении государственной безопасности и удержания паритета ядерных вооружений.

Пероксидные соединения и наноматериалы
Приходченко П.В.
На Нанограде П.В.Приходченко (ИОНХ РАН им. Н.С.Курнакова) была прочитана отличная и совершенно уникальная лекция о химии пероксидных соединений и их использовании для получения новых наноматериалов для электрохимической энергетики.

Нанотехнологии молодости
Гудилин Е.А.
Во время актовой лекции Нанограда Е.А.Гудилин рассказал о важных направлениях развития нанохимии, функционального материаловедения и создании новых материалов молодежными группами ФНМ МГУ.

Инновационные системы: достижения и проблемы
Олег Фиговский, Валерий Гумаров

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

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!



 
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.