Nuovi nanomateriali per applicazioni avanzate
Recentemente è stato dimostrato che materiali della struttura molecolare possiedono una chimica ospite-ospitante molto sofisticata; questi reticoli porosi esibiscono proprietà ospite-ospitante estremamente selettive che includono lo scambio reversibile di ioni, la catalisi eterogenea e l'immagazzinamento e la separazione di gas. I materiali di rilevamento molecolari possono essere generati sfruttando ulteriormente la natura porosa delle strutture organiche metalliche assieme ai centri di crossover dello spin (SCO). Le sedi SCO possono essere attivate, disattivate o alterate dalla presenza, dall'assenza o dallo scambio di molecole ospiti solventi. La luce è uno dei mezzi più promettenti per indirizzare e controllare in maniera reversibile le proprietà chimiche di materiali organici e inorganici. È noto che i materiali SCO esibiscono una transizione indotta dalla luce a uno stato a basso spin a uno stato metastabile ad alto spin. Lo scopo del progetto Light Induced Switch ("Nanoporous materials and supramolecular clusters for light induced electronic switches") era delineare e analizzare le proprietà di nuovi materiali che incorporano commutatori azionati dalla luce nella forma di centri SCO del ferro (II) per utilizzarli come commutatori ottici e dispositivi di immagazzinamento. Con il progetto sono state esaminate le proprietà SCO indotte dal calore e dalla luce di questi materiali con la riduzione delle dimensioni delle particelle dalla scala macroscopica fino a domini a scala micro e nanoscopica. I risultati hanno dimostrato che la transizione dello spin diventa più graduale e più incompleta e la temperatura di transizione (T½) diminuisce con la riduzione delle dimensioni delle particelle. Questi risultati rappresentano i primi studi magnetici sulla fotoinduzione su un sistema SCO di nanoparticelle e dimostrano che anche a scala nanometrica è possibile la fotoconversione delle specie a basso spin in uno stato ad alto spin metastabile. La riduzione delle dimensioni delle particelle, inoltre, pare che influisca debolmente sulla temperatura a cui vengono cancellati i dati fotomagnetici immagazzinati; ciò indica che le proprietà SCO indotte dalla luce sono governate dall'ambiente di coordinamento metallico diretto a scala molecolare. Il progetto ha effettuato le prime indagini dettagliate di questi nuovi materiali SCO e nanoroposi nei commutatori azionati dalla luce a scala nanometrica. L'impatto di progressi anche limitati sulle conoscenze di questi materiali potrebbe schiudere nuove importanti opportunità per applicazioni a beneficio dell'ambiente, dell'economia, della salute pubblica e/o della sicurezza nazionale.
