Высокосимметричный Кеплерат – новый магнитный материал

Три доступных и хорошо известных вещества объединились в комплексную каркасную структуру с уникальной симметрией

Хотя полученная структура, казалось бы, самодостаточна благодаря своей красоте, она, как отмечает автор исследования – Жипинг Женг (Zhiping Zheng) из Университета Аризоны, обладает еще и уникальными магнитными свойствами.

Для синтеза Женг и его коллеги запаяли водный раствор, содержащий La(NO3)3, Ni(NO3)2 и иминодиуксусную кислоту [iminodiacetic acid (IDA)] в стальной контейнер с тефлоновым покрытием. Реакционный сосуд в течение недели подвергался медленному программированному нагреванию, затем – медленному охлаждению. Изучение продукта реакции РСА показало его уникальную архитектуру – две металосодержащие сферы, одна из которых вложена в другую, связанные мостиками IDA.

Пятиугольные и треугольные грани внешней сферы [Ni(II)] образуют икосододекаэдр (32 грани). Внутренняя сфера [La(III)] представляет собой идеальный додекаэдр (12 граней). Оба кластера – и внешний и внутренний обладают максимально возможной для молекул симметрией – икосаэдрической. Комбинация двух фигур идеально совпадает с многогранником Кеплера или Кеплератом, названным в честь «Колумба звездного неба» – австрийского астронома XVI века Иоганна Кеплера, пытавшегося представить «свод небес» в виде идеального многогранника.

Полученная структура отличается не только красотой, но и не совсем обычными физическими свойствами. При охлаждении Кеплерата до криогенных температур (16 K) наблюдается ферромагнитное взаимодействие ионов Ni(II) внешней клетки.

В планах Женга и его соавторов более детальное изучение магнитных свойств полученного Кеплерата, а также изучение возможности получения других кеплератов на базе d- и f-элементов. Женг отмечает, что различие в электронном строении иных лантаноидов и переходных металлов может привести к целому ряду различных магнитных свойств.

www.chemport.ru