اختراع شگفت‌انگیز چینی‌ها/ تبدیل عناصر خاکی کمیاب به خانواده‌ای جدید از ترکیباب فلزی

یک گروه پژوهشی مستقر در چین، خانواده جدیدی از ترکیبات فلزی را ساخته است که هر یک از آنها ویژگی‌های منحصر به فردی را نشان می‌دهند که برای فناوری‌های نسل جدید مناسب هستند.

یان ژِن ژِنگ یکی از نویسندگان این مطالعه می‌گوید: ترکیبات چند فلزی نه تنها به دلیل ساختار مولکولی جذاب، بلکه به دلیل کاربردهای همه‌جانبه‌شان در زمینه‌های مختلف بسیار مورد توجه هستند.

این ترکیب‌های جدید پتانسیل این را دارند که موادی را با خواص خاص ایجاد کنند. این ویژگی‌های منحصر به فرد و هیجان‌انگیز شامل توانایی فلورسانس یا درخشش و ویژگی‌های مغناطیسی است که امکان تغییرات و کنترل شدید دما را فراهم می‌کند.

پژوهشگران ترکیب‌های چند فلزی جدید را با عناصر لانتانید، گروهی متشکل از ۱۵ ماده فلزی که به عنوان عناصر خاکی کمیاب نیز شناخته می‌شوند، مهندسی کردند. آنها از یوروپیوم، تربیوم و گادولینیوم استفاده کردند.

ژنگ می‌گوید: در میان تمام ترکیبات چند فلزی، ترکیبات مبتنی بر لانتانید به دلیل رفتارهای مغناطیسی و لومینسانسی جالب، توجه بی‌سابقه‌ای را به خود جلب کرده‌اند. چندین ترکیب از این قبیل با موفقیت جدا شده‌اند، اما ترکیب مستقیم آنها یک چالش بوده است.

هندسه متنوع

این ترکیب‌ها از اجزای هندسی متنوعی ساخته شده‌اند که به هماهنگی قابل توجهی نیاز دارند.

ژنگ می‌گوید: یافته‌های قبلی نشان داده است که کنترل هیدرولیز – تجزیه یک ترکیب با آب – یون‌های فلز لانتانید در حضور لیگاندهای آلی مناسب، یک استراتژی قدرتمند برای به دست آوردن گونه‌های مورد نظر خواهد بود.

لیگاندها توانایی منحصر به فردی برای تثبیت ساختار ترکیب‌ها دارند، زیرا به یک اتم فلز متصل می‌شوند. به این ترتیب، پژوهشگران از هیدرولیز برای تجزیه لانتانیدها در محلول حاوی یک لیگاند به نام تریسین (tricine) برای کمک به تثبیت خوشه‌های حاصل استفاده کردند.

ژنگ می‌گوید: ما از طریق واکنش ساده هیدرولیز، سه نانوخوشه لانتانید را ترکیب کردیم و از تجزیه و تحلیل پراش پرتو ایکس برای نشان دادن ساختار پایدار و چرخ‌مانند آنها استفاده کردیم. به دلیل وجود یون‌های مختلف فلز لانتانید در این آنالوگ‌ها، هر ترکیب دارای خواص متمایزی است.

نتیجه نهایی یک خوشه مبتنی بر یوروپیوم بود که انتشارهای قرمز را فلورسانس کرد و یک خوشه مبتنی بر تربیوم که انتشار سبز را فلورسانس کرد. همچنین یک خوشه مبتنی بر گادولینیم وجود داشت که کاربردهای بالقوه‌ای در خنک‌سازی مغناطیسی از خود نشان داد.

این گروه پژوهشی به بررسی کاربردهای بالقوه بسیاری از انواع این خوشه‌ها ادامه می‌دهند.

5858