Химики из Ноттингемского университета (Великобритания) синтезировали новый одномолекулярный магнит.

Этим термином обозначают соединения, при определённой (низкой) температуре демонстрирующие устойчивую намагниченность чисто молекулярной природы. Легко показать, что такое свойство позволяет конструировать энергонезависимые запоминающие устройства со сверхвысокой плотностью размещения информации — более совершенные аналоги жёстких дисков.

Стабильность намагниченности повышается с ростом спина основного состояния и магнитной анизотропии. Представленные ранее одномолекулярные магниты, основанные на переходных металлах, выполняют только первое требование (имеют высокоспиновое основное состояние), а другая известная группа магнитов, в состав которых входят лантаниды, — только второе.

В своих экспериментах британцы попытались синтезировать некое компромиссное соединение.

«Если посмотреть на некоторые „врождённые“ свойства урана, можно заметить, что он занимает место как раз между переходными металлами и лантанидами, — говорит участник исследования Стивен Лиддл (Stephen T. Liddle). — Поэтому мы и начали работать с ним».

Связав в одном соединении с химической формулой C₆₉H₈₄I₂N₄P₄Si₄U₂ два атома урана с помощью «моста», роль которого сыграл толуол, химики получили образцы с очень хорошими характеристиками.

Разумеется, вероятность того, что в жёстких дисках компьютеров в скором времени появится уран, близка к нулевой: необходимые свойства упомянутое соединение проявляет при температуре менее 2 К. В дальнейшем учёные надеются увеличить эту температуру, но дойти до комнатной будет чрезвычайно трудно.

Стивен Лиддл и его коллега демонстрируют образцы соединения урана:

Рис. 1. Структура соединения C₆₉H₈₄I₂N₄P₄Si₄U₂ с толуоловым «мостом», показанным в середине (иллюстрация PubChem).

Рис. 2. Данные рентгеноструктурного анализа C₆₉H₈₄I₂N₄P₄Si₄U₂ (иллюстрация из журнала Nature Chemistry).

Результаты исследований опубликованы в статье:

David P. Mills, Fabrizio Moro, Jonathan McMaster, Joris van Slageren, William Lewis, Alexander J. Blake & Stephen T. Liddle A delocalized arene-bridged diuranium single-molecule magnet. – Nature Chemistry. – 2011; doi:10.1038/nchem.1028; Published online 17 April 2011.