通過光改變分子的性質

導讀

:綠光、藍光對該種化合物有不同的影響,由於該物質的磁性質的可控,它在計算機工業領域有很大潛在應用。

在計算機工業領域,磁性可控的材料在數據存儲方面有著舉足輕重的地位。來自Ruhr-Universität Bochum (RUB)的Cluster of Excellence Ruhr Explores Solvation一個研究小組發展並製作了一種叫做3-methoxy-9-fluorenylidene的新分子。它的特點就是:可以通過不同顏色的光改變它的磁性質。該分子在計算機工業領域很有用處。他們的相應成果在線發表在Angewandte Chemie期刊上。

磁性材料在計算機工程領域是不可或缺的。例如,信息從計算機傳輸到磁性存儲介質——硬盤就涉及到磁性材料的磁性性質的控制。磁性數據存儲器件的數據存儲、讀取就是利用讀數頭對對硬盤的磁場進行識別、改變來進行的。

Wolfram Sander和他的團隊,發展的3-methoxy-9-fluorenylidene就是以氟基為骨架,帶有旋轉尾狀的甲氧基團的有機分子。

研究人員指出分子的磁性質是由甲氧基團的方向決定的,而且它的方向受不同顏色光照的影響。

藍光使甲氧基團向“上”旋轉使分子表現為抗磁性和低反應性的單重態。然而,綠光使甲氧基團向“下”旋轉,導致分子表現為順磁性的三重態,更容易與氫反應。

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Fig.1

由於它的性質,3-methoxy-9-fluorenylidene分子有很大的研究價值。“利用這樣的原子團,我們可以研究化學反應對自旋的依賴性。它在發展新的磁性可控材料與化學傳感方面有很重要的應用”,Sander 指出

相比於傳統的鐵磁性材料,3-methoxy-9-fluorenylidene分子體現了更多的優勢:可以通過可見光控制磁性的開關,同時,有機磁性材料不像傳統材料那樣易碎,而且柔軟可以像塑料那樣進行加工。

這種分子還是有一個嚴重的缺點:它只能在極低的溫度下使用。“這是為什麼我們正在研究尋找可在特殊環境下使用的磁性可調節材料。”Wolfram Sanders說


[1] Iris Trosien, Enrique Mendez-Vega, Tobias Thomanek, Wolfram Sander. Conformational Spin Switching and Spin-Selective Hydrogenation of a Magnetically Bistable Carbene. Angewandte Chemie International Edition, 2019; DOI: 10.1002/anie.201906579

[2] Ruhr-University Bochum. "Molecule properties change through light." ScienceDaily. ScienceDaily, 9 September 2019.<www.sciencedaily.com>./<www.sciencedaily.com>



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