Nächster Schritt zu magnetischen organischen Molekülen

Enrique Mendez-Vega ist Teil des Bochumer Teams, das die magnetischen Moleküle produziert. © RUB, Kramer (Dieses Foto darf nur für eine Berichterstattung mit Bezug zur Ruhr-Universität Bochum im Kontext dieser Presseinformation verwendet werden.)

Organische Magnete könnten gegenüber herkömmlichen metallischen Magneten viele Vorteile haben: Sie wären leicht, transparent, kostengünstig und könnten biegsam oder sogar flüssig sein. Ihre magnetischen Eigenschaften könnten sich mit Licht an- und ausschalten lassen.

„Häufig sind organische magnetische Moleküle allerdings instabil“, sagt Wolfram Sander. „Sie reagieren leicht mit anderen Molekülen oder verlieren ihre magnetischen Eigenschaften, wenn sie Licht oder Wärme ausgesetzt sind.“

Magnetismus durch ungepaarte Elektronen

Magnetismus entsteht, wenn sich elektrische Ladungen bewegen; das Phänomen kann in jedweder Materie gefunden werden, allerdings in unterschiedlicher Stärke. Für organische Magnete haben sich die sogenannten Arylnitrene als vielversprechende Moleküle erwiesen.

„Sie besitzen zwei ungepaarte Elektronen mit einer starken magnetischen Interaktion und sind relativ leicht herzustellen“, sagt Enrique Mendez-Vega, einer der Autoren der Veröffentlichung.

Noch stärkere magnetische Eigenschaften erhofften sich die Forscher durch eine Kombination mehrerer Nitrene. In der aktuellen Arbeit setzten sie drei Nitrene zu einem Tri-Nitren zusammen, das folglich sechs ungepaarte Elektronen enthielt. Ihr Syntheseweg erzielte dabei hohe Ausbeuten.

Obwohl das Tri-Nitren sechs ungepaarte Elektronen besaß – üblicherweise eine Eigenschaft, die Moleküle reaktionsfreudig macht –, reagierte es nicht mit Sauerstoff und Wasserstoff, sondern blieb stabil. Die Forscher hatten es in eine Wassermatrix eingebettet, die zudem verhinderte, dass sich reaktionsfreudige Einheiten des Moleküls zusammentaten, wodurch die magnetischen Eigenschaften verlorengegangen wären.

Nächstes Ziel: Stabil bei Raumtemperatur

„Die Tri-Nitrene sind vielversprechende Kandidaten für die Entwicklung organischer Magnete, da sie relativ leicht in größeren Mengen hergestellt werden können, stabil sind und stark magnetisch sind“, so Wolfram Sander. „Wir arbeiten nun daran, sie auch bei normalen Umgebungsbedingungen, beispielsweise Raumtemperatur stabil zu bekommen.“

Förderung

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft unterstützte die Arbeiten im Rahmen des Exzellenzclusters Resolv (EXC 2033, Projektnummer 390677874).

Prof. Dr. Wolfram Sander
Lehrstuhl für Organische Chemie II
Fakultät für Chemie und Biochemie
Ruhr-Universität Bochum
Tel.: 0234 32 24593
E-Mail: oc2@rub.de

Enrique Mendez-Vega, Joel Mieres-Perez, Sergei V. Chapyshev, Wolfram Sander: Persistent organic high‐spin trinitrenes, in: Angewandte Chemie International Edition, 2019, DOI: 10.1002/anie.201904556

Media Contact

Dr. Julia Weiler idw - Informationsdienst Wissenschaft

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie

Der innovations-report bietet im Bereich der "Life Sciences" Berichte und Artikel über Anwendungen und wissenschaftliche Erkenntnisse der modernen Biologie, der Chemie und der Humanmedizin.

Unter anderem finden Sie Wissenswertes aus den Teilbereichen: Bakteriologie, Biochemie, Bionik, Bioinformatik, Biophysik, Biotechnologie, Genetik, Geobotanik, Humanbiologie, Meeresbiologie, Mikrobiologie, Molekularbiologie, Zellbiologie, Zoologie, Bioanorganische Chemie, Mikrochemie und Umweltchemie.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreiben Sie einen Kommentar

Neueste Beiträge

Meilenstein auf dem Weg zu nützlichen Quantentechnologien erreicht

Forschende der Universitäten Paderborn und Ulm entwickeln den ersten programmierbaren optischen Quantenspeicher. Kleinste Teilchen, die miteinander verbunden sind, obwohl sie teilweise tausende Kilometer trennen – Albert Einstein nannte dies eine…

Neue Elektrolyseverfahren für eine nachhaltige chemische Produktion

Basischemikalien, die als Grundstoffe für vielfältige Produkte wie Medikamente oder Waschmittel benötigt werden, lassen sich bislang nur mit enorm hohem Energie- und Rohstoffaufwand produzieren. Dabei sind häufig noch fossile Energieträger…

Innovative Nanobeschichtungen schützen vor Viren und Bakterien

Ein von der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) und der University of Birmingham geführtes EU-Forschungsprojekt entwickelt Nanobeschichtungen, die Viren und Bakterien inaktivieren. So sollen Kontaktinfektionen über Oberflächen vermieden und…

Partner & Förderer