Bien que la roue n’ait pas besoin d’être réinventée, le développement de nouvelles nano-roues présente des avantages, selon une équipe de recherche multi-instituts basée en Chine. Le groupe a fabriqué une nouvelle famille de composés métalliques, dont chacun présente des propriétés uniques souhaitables pour les technologies de nouvelle génération, telles que les capteurs avancés.
Leurs conclusions ont été rendues disponibles dans Polyoxométalates.
« Les complexes polymétalliques présentent un grand intérêt non seulement pour leur structure moléculaire attrayante, mais aussi pour leurs applications polyvalentes dans divers domaines », a déclaré l’auteur co-correspondant Yan-Zhen Zheng, professeur au Frontier Institute of Science and Technology (FIST) à Xi’ une université Jiaotong.
Les complexes polymétalliques, qui comprennent plusieurs atomes de divers métaux ou une combinaison de métaux et d’autres éléments, ont le potentiel de conférer aux matériaux des propriétés spécifiques si les molécules peuvent être synthétisées, a déclaré Zheng. Ces propriétés incluent la capacité de fluorescence ou de lueur et des bizarreries magnétiques qui permettent des changements et un contrôle drastiques de la température.
Zheng et son équipe se sont concentrés sur la création de complexes polymétalliques à base d’éléments lanthanides, un groupe de 15 matériaux métalliques également appelés éléments de terres rares. Ils utilisaient spécifiquement l’europium, le terbium et le gadolinium.
« Parmi tous les complexes polymétalliques, les composés à base de lanthanide ont attiré une attention sans précédent en raison de leurs comportements magnétiques et de luminescence intéressants », a déclaré Zheng. « Plusieurs de ces composés ont été isolés avec succès, mais la synthèse directe a été un défi. »
Les composants des complexes requis sont géométriquement divers, nécessitant une coordination importante, selon Zheng.
« Des découvertes précédentes ont révélé que le contrôle de l’hydrolyse – la décomposition d’un composé avec de l’eau – des ions métalliques de lanthanide en présence de ligands organiques appropriés serait une stratégie puissante pour obtenir les espèces souhaitées », a déclaré Zheng. Un ligand est une molécule qui se lie à un atome de métal. Son ajout au complexe peut stabiliser la structure.
Les chercheurs ont utilisé l’hydrolyse pour décomposer les lanthanides dans un bain contenant un ligand appelé tricine. La tricine contient plusieurs bras d’oxygène et d’hydrogène, ce qui signifie qu’elle peut accueillir une large gamme de métaux et aider à stabiliser les amas résultants.
« Grâce à la simple réaction d’hydrolyse, nous avons synthétisé trois nano-clusters de lanthanides et utilisé des analyses de diffraction des rayons X pour révéler leur structure stable en forme de roue », a déclaré Zheng. « En raison de la présence de différents ions métalliques de lanthanide dans ces analogues, chaque composé présente des propriétés distinctives. »
Le cluster à base d’europium a fluorescent les émissions rouges, tandis que le cluster à base de terbium a fluorescent les émissions vertes. Le cluster à base de gadolinium a présenté des applications potentielles dans le refroidissement magnétique. Selon Zheng, le groupe de recherche continue d’étudier la synthèse et l’application de ces clusters.
Plus d’information:
Peng-Fei Sun et al, Amas de polyoxo (alkoxo) lanthanide supporté par la tricine Ln 15 (Ln = Eu, Gd, Tb) avec un réfrigérant magnétique et des propriétés fluorescentes, Polyoxométalates (2023). DOI : 10.26599/POM.2023.9140026
Fourni par Tsinghua University Press