поиск |
Новости химической науки > Молекулярные холодильники можно охладить до милликельвинов9.4.2011 ![]() ![]() Международная группа исследователей разработала основные принципы для создания высокопроизводительных «молекулярных холодильников», способных охлаждаться до температур, очень близких к абсолютному нулю – тысячных долей Кельвина.
Такие ультраохлаждающие системы могут найти применение, например, в физике низких температур, охлаждение в которой в настоящее время создается с помощью дорогого и редкого гелия-3, для ряда физических исследований такой способ охлаждения просто может оказаться неудачным.
Работа молекулярных холодильников основана на явлении магнито-калориметрического эффекта, заключающегося в том, что уменьшение напряженности магнитного поля ферромагнитного материала приводит к понижению температуры. Ключом для достижения значительного магнито-калориметрического эффекта является создание материала с максимальным количеством неспаренных электронов с параллельно ориентированными спинами.
Эон Бречин (Euan Brechin) из Университета Эдинбурга, Кейт Мюррей (Keith Murray) из Университета Монаш (Австралия) и Марко Эвангелисти (Marco Evangelisti) из Университета Сарагосы получили металокомплекс, содержащий медь и гадолиний, которыйможет быть охлажден до нескольких милликельвинов.
Молекулярная структура гадолиний-медного координационного соединения. (Рисунок из Chem. Sci., 2011, DOI: 10.1039/c1sc00038a)
Для достижения требуемого высокого магнито-калориметрического эффекта исследователи использовали комплексный ион, содержащий пять атомов меди и четыре атома гадолиния – полученная система содержала большое количество неспаренных электронов с требуемым спиновым состоянием. Берчин замечает, что самой большой проблемой в получении нового материала было то, что в большинстве случаев взаимодействие металл-металл антиферромагнитны, и магнитные моменты различных атомов металлов компенсируют друг друга.
Таким образом, главной проблемой в получении нового материала было сохранение электронной и магнитной целостности индивидуальных ионов при введении их в молекулу, которая может быть использована в качестве молекулярного холодильника. Ключом к успеху оказались органические лиганды-линкеры. Для связывания ионов металлов исследователи использовали полиалкоголятные мостики, инкапсулируя металлоцентры в органическую «раковину». Такой подход позволял получать кристаллический материал, состоящий из отдельных молекул, каждая из которых сохраняла свои характеристики. При уменьшении напряженности магнитного поля может быть достигнуто существенное понижение температуры как на молекулярнгом уровне, так и на уровне всего материала.
Бренчин отмечает, что уменьшение напряженности магнитного поля на 1 Теслу приводит к уменьшению температуры на 2К, что является существенным проявлением магнито-калориметрического эффекта. По словам Бренчина, если предварительно охладить материал до 4К обычными способами, дальнейшие манипуляции с магнитным полем позволят молекулярных холодильникам охладиться почти до абсолютного нуля.
Источник: Chem. Sci., 2011, DOI: 10.1039/c1sc00038a метки статьи: #молекулярная электроника, #молекулярные устройства, #неорганическая химия, #химическая технология, #элементоорганическая химия Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru Комментарии к статье:
Вы читаете текст статьи "Молекулярные холодильники можно охладить до милликельвинов" Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru |
Читайте также:
Все новости
20.12.2024 Главное, ребята, печенью не стареть! 23.10.2024 Насколько критично содержание кадмия в колумбийском какао? 11.8.2024 Лекарства на малых молекулах: только вверх! 7.8.2024 Имплантируемые батареи заряжаются от кислорода прямо в организме??? 7.8.2024 Почему некоторые исследователи считают, что кальций - это будущее аккумуляторов 23.3.2023 Эта новая молекула обязана своей хиральностью только кислороду. Подписка на новости
Новости компаний
23.12.24
|
НПП СпецТек, ООО
Все новости
В системе стандартов ISO 55000 прошло масштабное обновление в 2024 году 07.08.24 | Самарская область Самарская область ведет переговоры о производстве композитного углеволокна 08.06.24 | «Химпром» признан лучшим объектовым звеном в Нoвочебоксарске «Химпром» признан лучшим объектовым звеном в Нoвочебоксарске 03.04.23 | Химпром, ПАО Работа на «Химпроме» становится все более привлекательной 03.04.23 | Химпром, ПАО Работа на «Химпроме» становится все более привлекательной Подписка на новости
|