สร้างโพลีเมอร์ประสานงานโดยอาศัยอนุมูลสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยุคหน้า

วัสดุที่มีอิเล็กตรอนที่ไม่มีการจับคู่บนโครงรังผึ้งสองมิติดึงดูดความสนใจจากนักวิทยาศาสตร์เป็นอย่างมาก

ผู้สมัครที่มีศักยภาพสำหรับ Spintronics ในอนาคตและอุปกรณ์โฟโตนิก รวมถึงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์รุ่นต่อไป โพลีเมอร์ประสานงานที่มีพื้นฐานจากอนุมูลอินทรีย์ (CR) เป็นหนึ่งในตัวเลือกสำหรับวัสดุดังกล่าว มีโครงสร้างประกอบด้วยอะตอมของโลหะที่ศูนย์กลางของลำดับที่ซ้ำกันของอนุมูลอินทรีย์ ขณะนี้ CP หลายรายการได้รับการจัดเตรียมบนพื้นฐานที่รุนแรงด้วยโครงสร้างขัดแตะแบบรังผึ้ง อย่างไรก็ตาม การตรวจสอบฟังก์ชันและการพัฒนาวัสดุในเชิงลึกมักจะทำได้ยากเนื่องจากความไม่เสถียรและความเป็นผลึกต่ำ

อนุมูลคืออะตอมหรือโมเลกุลโดยมีอิเล็กตรอนที่ไม่มีการจับคู่อยู่ในเปลือกนอก การขาดการจับคู่กับอิเล็กตรอนตัวอื่นทำให้มีปฏิกิริยาอย่างมากกับสสารอื่น ดังนั้นอนุมูลจึงมักมีอายุสั้นมาก อย่างไรก็ตาม มีอนุมูลบางชนิดที่คงอยู่ได้แม้ภายใต้สภาวะอุณหภูมิและความดันในแต่ละวัน อนุมูลที่เสถียรเหล่านี้แสดงคุณสมบัติทางไฟฟ้า แม่เหล็ก และการปล่อยแสงคล้ายกับของวัสดุอนินทรีย์ เช่น โลหะ ออกไซด์ และคาลโคเจนไนด์

ทีม IMS ได้พัฒนาสูตรสำหรับ KP นั้นทนทานในสภาพแวดล้อม มันใช้อนุมูลอินทรีย์รูปสามเหลี่ยมใหม่ทั้งหมดคือทริส (3,5-dichloro-4-pyridyl) เมทิลอนุมูลหรือ trisPyM ไม่เพียง แต่มีความเสถียรเท่านั้น แต่ยังแสดงถึงการเรืองแสงในสารละลายและสถานะของแข็งอีกด้วย นอกจากนี้ด้วยการรวม trisPyM เข้ากับโมเลกุล Zn (II) ที่มีสังกะสีและการได้รับ trisZn นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนา CP ที่มีเสถียรภาพผลึกและแสงโดยอาศัยอนุมูลที่มีโครงสร้างตาข่ายรังผึ้งสองมิติ

TrisZn เป็นเพียงข้อพิสูจน์แนวคิดของสูตรของเรา และโดยหลักการแล้วสามารถได้รับ CP ที่รุนแรงได้ง่ายๆ โดยใช้ไอออนของโลหะที่แตกต่างกันหรือองค์ประกอบที่ซับซ้อนของโลหะ ฉันหวังว่าเนื้อหาบางส่วนเหล่านี้จะนำไปใช้ได้จริงหรือแสดงความเป็นไปได้ที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน ปรากฏการณ์ที่ทำให้วัสดุศาสตร์ก้าวหน้า

เท็ตสึโระ คุซาโมโตะ จาก IMS

อ่านเพิ่มเติม

ดาวมฤตยูได้รับสถานะของดาวเคราะห์ที่แปลกประหลาดที่สุดในระบบสุริยะ ทำไม?

มนุษย์สามารถทนต่ออุณหภูมิที่ต่ำมากได้แม้ไม่มีแหล่งความร้อน

นักฟิสิกส์ได้สร้างอะนาล็อกของหลุมดำและยืนยันทฤษฎีของ Hawking นำไปสู่ที่ไหน?

การประสานงานโครงสร้างขัดแตะโพลีเมอร์ประกอบด้วยไอออนของโลหะหรือกระจุกเล็กๆ ที่เกาะกันด้วยลิแกนด์อินทรีย์ วัสดุเหล่านี้เป็นโครงสร้างพรุนขนาดเล็กที่มีรูพรุนขนาดไม่กี่นาโนเมตร มีลักษณะพิเศษคือมีรูพรุนสูง พื้นที่ผิวกว้าง และมีค่ารูพรุนสูง MOF สามารถสร้างโครงสร้างเชิงพื้นที่หนึ่ง สอง หรือสามมิติได้ การเลือกใช้โลหะ ลิแกนด์อินทรีย์ และวิธีการสังเคราะห์จะเป็นตัวกำหนดขนาดและรูปทรงของรูพรุน