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

 

Соты
Соты

Территория STEM 2020
20 ноября в онлайн-формате состоится ежегодная конференция проекта "Стемфорд" - Территория STEM 2020. Тема 2020 года - "Подготовка инженеров будущего: партнерство образования, науки и бизнеса".

Актуальные проблемы неорганической химии 2020
Приглашаем студентов, аспирантов и молодых ученых принять участие в XIX Всероссийской конференции «Актуальные проблемы неорганической химии: материалы для генерации, преобразования и хранения энергии», которая будет проходить 13-15 ноября 2020 г. в on-line формате

Начинается XV Олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в будущее!"
Совсем скоро начнется юбилейная XV Всероссийская Интернет-олимпиада по нанотехнологиям «Нанотехнологии – прорыв в будущее!». Предлагаем ознакомиться с актуальной информацией и расписанием Олимпиады.

Нобелевская премия за графен, или 10 лет спустя
Алексей Арсенин
О том, как графен повлиял на развитие науки и промышленности и можно ли его назвать материалом будущего — заместитель директора Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ, кандидат физико-математических наук Алексей Арсенин

Летние лектории для школьников
ФНМ
Сотрудники Факультета наук о материалах и химического факультета Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова участвуют в лекториях двух летних школ, организованных Фондом Инфраструктурных и Образовательных Программ (группа РОСНАНО) - Нанограде и летней школе МФТИ.

Академия - университетам
Е.А.Гудилин, Ю.Г.Горбунова, С.Н.Калмыков
Российская Академия Наук и Московский университет во время пандемии реализовали пилотную часть проекта "Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии". За летний период планируется провести работу по подключению к проекту новых ВУЗов, институтов РАН, профессоров РАН, а также по взаимодействию с новыми уникальными лекторами для развития структурированного сетевого образовательного проекта "Академия - университетам".

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!



 
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.