Les porphyrines peuvent être transformées en nanoaimants moléculaires personnalisables


En ajustant les propriétés magnétiques des chaînes de porphyrines, les chercheurs acquièrent de nouvelles connaissances sur les matériaux qui pourraient être utilisés dans le stockage de données et l’informatique quantique.

Une équipe de recherche dirigée par Xiaodong Zhuang et Shiyong Wang de l’Université Jiao Tong de Shanghai à Shanghai, en Chine, a préparé des chaînes de porphyrine sur une surface en or. En utilisant des techniques de microscopie appliquées à la manipulation atomique, ils ont pu éliminer sélectivement les atomes d’hydrogène des molécules pour créer des espèces radicalaires. Cela a permis à l’équipe d’ajuster le couplage magnétique au sein des molécules.

L’élimination de chaque atome d’hydrogène modifie le caractère d’hybridation du carbone auquel il était lié – de sp3 sp2 – et ajoute un radical π délocalisé dans le système aromatique de la porphyrine. Cela crée un couplage magnétique «considérable» au sein de l’unité de porphyrine, ainsi qu’entre les unités de porphyrines voisines de la chaîne.

L’équipe note que les nanoaimants moléculaires sont des « candidats prometteurs pour le stockage d’informations, la spintronique moléculaire et l’informatique quantique », les porphyrines étant particulièrement attrayantes en raison de leur stabilité, de leur polyvalence chimique et de leur capacité à se coordonner avec différents ions. En montrant comment ajuster et mesurer les propriétés magnétiques des chaînes de porphyrines, les chercheurs espèrent que leur travail fournira « une plate-forme largement concevable pour explorer davantage les phases exotiques du magnétisme quantique dans l’espace réel ».

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