Químicos en el Centro de Materiales de Carbono Multidimensional CMCM, dentro del Instituto de Ciencias Básicas IBS, Corea del Sur, han informado sobre la síntesis de un nuevo tipo de marco orgánico de metal 2D MOF con interesantes propiedades magnéticas y de conductividad eléctrica.Publicado en el Revista de la Sociedad Americana de Química , este nuevo material puede contribuir potencialmente a la optoelectrónica, la energía fotovoltaica, la foto electrocatálisis y el almacenamiento de energía.
También conocidos como materiales tipo esponja o queso suizo, los MOF están hechos de iones metálicos conectados a ligandos orgánicos y se caracterizan por agujeros de tamaño nano. Investigadores del SII en colaboración con la Facultad de Ciencias de los Materiales del Instituto Nacional de Ulsanof Science and Technology UNIST diseñó y sintetizó el MOF ligado a níquel tetraaza [14] Ni II NiTAA-MOF, donde el componente metálico es níquel y las moléculas de níquel tetraaza [14] níquel se utilizan como bloques de construcción de MOF parala primera vez.
Los investigadores descubrieron que dopando este MOF con yodo cambia su conductividad y magnetismo. El NiTAA-MOF prístino conduce mal. En realidad, es un aislante con una conductividad eléctrica menor de 10-10 Siemens por centímetro. Sin embargo, cuando se oxida químicamente poryodo, la misma medición aumenta a 0.01 Siemens por centímetro cuanto mayor es este número, mejor es el conductor. Este resultado muestra el papel vital de la oxidación de ligandos en la conductividad eléctrica de algunos MOF 2D, ampliando la comprensión del origen de la conductividad eléctricaen este tipo de MOFs
Además, el equipo verificó cómo este material se magnetiza en un campo magnético aplicado. Las mediciones de magnetización realizadas por los investigadores de la Facultad de Ciencias de los Materiales mostraron que NiTAA-MOF dopado con yodo es paramagnético, es decir, es atraído débilmente por uncampo magnético externo y se vuelve antiferromagnético a temperaturas muy bajas, lo que significa que podría ser útil como agente polarizante en la polarización nuclear dinámica-resonancia magnética nuclear DNP-NMR que se utiliza en experimentos para la caracterización de materiales.
La estructura 2D MOF también se modeló mediante cálculos detallados y se analizó mediante una variedad de métodos, como difracción de rayos X, infrarrojo, fotoelectrón de rayos X, reflectancia difusa UV-vis, resonancia paramagnética electrónica y espectroscopias Raman.
"Nuestro trabajo puede contribuir a la comprensión fundamental de las relaciones estructura-propiedad en los MOF 2D eléctricamente conductores, y puede allanar el camino para desarrollar nuevos MOF eléctricamente conductores", dice el profesor Ruoff, uno de los autores correspondientes de este estudio y profesor de UNIST"Además, el NiTAA-MOF dopado con yodo como sintetizado podría ser aplicable en imitadores de catalasa, catálisis y almacenamiento de energía".
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Materiales proporcionados por Instituto de Ciencias Básicas . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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