Les scientifiques de l'Université d'Hokkaido ont réussi à développer un complexe de nickel qui change de couleur et de magnétisme lorsqu'il est exposé à la vapeur de méthanol. Le nouveau matériau peut potentiellement être utilisé non seulement comme capteur chimique, mais aussi avec les futurs dispositifs de mémoire réinscriptibles.

Le phénomène de changement de couleur dans une substance, déclenché par des vapeurs de composés organiques volatils ou des gaz inorganiques, est appelé vapochromisme. Depuis sa découverte à la fin du siècle dernier, les scientifiques ont concentré leurs recherches sur le développement de matériaux sensoriels capables de montrer visiblement la présence de solvants organiques nocifs. Par ailleurs, recherche sur les matériaux qui synchronisent la couleur et d'autres changements de propriétés, comme le magnétisme, pourrait conduire à des applications plus larges.

L'équipe de recherche dirigée par Masako Kato à l'Université d'Hokkaido s'est concentrée sur le développement de matériaux qui changent simultanément de couleur et de magnétisme lorsqu'ils sont exposés à des vapeurs. À ce jour, certains complexes de fer étaient connus pour basculer le magnétisme entre "paramagnétisme" et "diamagnétisme" à température ambiante, mais tombent généralement dans des états stables lorsque les températures sont plus basses.

Il était donc important de développer des matériaux capables de modifier le magnétisme dans une plage de température plus large. L'équipe s'est concentrée sur un complexe nickel(II)-quinonoïde. "Comme le complexe change de magnétisme lorsque sa structure de coordination change, nous avons émis l'hypothèse que si les vapeurs de solvant pouvaient se lier directement aux ions nickel, le complexe changerait simultanément de couleurs et de magnétisme, " dit Masako Kato.

D'après leurs recherches, un complexe nickel(II)-quinonoïde a été placé dans un environnement de vapeur de méthanol à haute densité. Une fois les molécules de méthanol liées au complexe, la structure de coordination a été transformée suivie d'un changement de couleur du violet foncé à l'orange. Lorsqu'il est exposé à des vapeurs telles que l'éthanol et le chloroforme, molécules de méthanol détachées du complexe, renversant sa couleur en violet foncé.

En collaboration avec Noriaki Matsunaga de l'Université d'Hokkaido, ils ont découvert que les changements de couleur se produisaient avec des changements de magnétisme. Lorsque les molécules de méthanol ont été retirées du complexe, il est passé du paramagnétisme au diamagnétisme, et les deux états pourraient être maintenus dans une large plage de températures.

"Cette recherche marque la première fois que les molécules de vapeur ont réussi à modifier les états magnétiques des complexes de nickel, " dit Kato. "Comme le complexe de nickel réagit différemment à l'éthanol et au méthanol, il pourrait être utilisé à l'avenir comme matériau de capteur sélectif au méthanol. Nous nous attendons à ce que d'autres applications de cette méthode puissent conduire à de nouveaux matériaux capables d'enregistrer et d'effacer des données à l'aide de vapeur."