Die Anziehungskraft von Nanomagneten verbessern
Steigende Bedürfnisse im Bereich der Informationstechnologie (IT) machen die Entwicklung nanoskaliger Materialien mit verbesserter Speicherkapazität erforderlich. Die Forschung konzentrierte sich auf molekulare Nanomagnete (single molecule magnets, SMMs) – Metalle, die ihre Magnetisierung auch ohne ein Magnetfeld beibehalten –, die zur Weiterentwicklung des Quanten-Computing beitragen. Die Synthese und Untersuchung von Komplexen oder Käfigen, die nanomagnetische SMM-Eigenschaften aufweisen, stellt jedoch noch eine größere Herausforderung dar. Das Hauptziel des EU-finanzierten Projekts "Cage complexes with phosphonates" (Cacophos) war die Verwendung von Phosphonaten zur Verbindung von Metallkäfigen. Mithilfe der Röntgenstrukturanalyse untersuchten die Wissenschaftler diese Moleküle und prüften ihre magnetischen und spektroskopischen Eigenschaften. Diese Käfigkomplexe hatten eine polyedrische Form und einen Hohlraum im Zentrum. Die Untersuchungsergebnisse zeigten, dass verschiedene Metalle wie Kupfer, Eisen und Kobalt in Reaktionen mit Phosphonaten zur Blockierung der Metallionen verwendet werden können, um die Symmetrie und Stöchiometrie des Produkts zu kontrollieren. Dieser Ansatz ist für die Produktion höchstsymmetrischer Käfige sehr viel versprechend. Es wurden Käfige mit bis zu 23 Manganzentren konstruiert und die ersten Ergebnisse lassen vermuten, dass es sich bei vielen dieser Komplexe um SMM handelt. Ein wichtiges Ergebnis des Cacophos-Projekt war die Herstellung von Polyoxo-Donor-Liganden durch die Phosphonatkondensation mit Nickelvorläufern. Insgesamt stellte das Cacophos-Projekt neuartige Methoden zur Konstruktion polynuklearer Metallkäfige zur Verfügung, die in verschiedenen chemischen Reaktionen als SMMs oder Katalysatoren dienen können. Es wird davon ausgegangen, dass die Erkenntnisse einen bedeutenden technologischen Einfluss auf die moderne Chemie und IT haben.
