Les polymères de coordination (CP) composés de radicaux organiques ont fait l'objet de nombreuses recherches ces dernières années en raison de leur application potentielle à une grande variété d'électronique de nouvelle génération, des dispositifs plus flexibles à la technologie de stockage de l'information spintronique. Cependant, Les CP présentent souvent une stabilité limitée et une faible cristallinité. Des chercheurs de l'Institut japonais des sciences moléculaires (IMS), Institut national des sciences naturelles (ININS), ont développé une nouvelle recette qui produit non seulement un matériau stable, mais offre une variété d'autres attributs utiles.

Leurs découvertes paraissent dans la revue Journal de l'American Chemical Society le 15 mars.

Les matériaux avec des électrons non appariés sur des réseaux en nid d'abeilles 2D ont attiré beaucoup d'attention en tant que candidats potentiels pour l'électronique future, applications de dispositifs spintroniques et photoniques. Un polymère de coordination à base de radicaux organiques (CP) est un candidat de ces matériaux, et a une structure contenant des atomes métalliques au centre de la séquence répétitive de radicaux organiques. Plusieurs CP à base de radicaux avec des structures en treillis en nid d'abeille ont été préparés jusqu'à présent, mais l'étude approfondie de leurs fonctions et le développement des matériaux sont souvent entravés en raison de leur instabilité et de leur faible cristallinité.

Les radicaux sont des atomes ou des molécules, un électron non apparié dans la couche externe. Ce manque d'appariement avec un autre électron le rend extrêmement réactif avec d'autres substances, les radicaux ont donc tendance à être de très courte durée. Il y a, cependant, certains radicaux à longue durée de vie, même dans des conditions de température et de pression quotidiennes. Ces radicaux stables démontrent électrique, propriétés magnétiques et de photoémission, similaires aux caractéristiques des matériaux inorganiques tels que les métaux, oxydes et chalcogénures.

"Stable, très cristallin, Les PC à base de radicaux avec des structures en treillis en nid d'abeilles ont un grand potentiel pour étendre l'utilité de cette classe de matériaux dans les applications futures. Mais même si de tels matériaux sont en principe possibles, la conception et la synthèse ont été assez insaisissables, " a déclaré Tetsuro Kusamoto d'IMS chez NINS.

L'équipe IMS a élaboré une recette de PC qui ont une longue durée de vie dans des conditions ambiantes. Il utilise un tout nouveau, radical organique de forme triangulaire, tris(3, le radical 5-dichloro-4-pyridyl)méthyle, ou trisPyM. Ce radical n'est pas seulement stable, mais présente également une photoluminescence en solution et à l'état solide. En outre, associer trisPyM à une molécule contenant du zinc, Zn ^II (hexafluoroacétylacétonato) 2 , produisant ce qu'ils appellent trisZn, les chercheurs ont développé une écurie, CP à base de radicaux cristallins et photoluminescents avec une structure de réseau en nid d'abeille 2D.

"TrisZn n'est qu'une preuve de concept de notre recette, et de nombreux CP à base de radicaux peuvent en principe être produits en utilisant simplement différents ions métalliques ou unités complexes métalliques. J'espère que certains de ces matériaux trouveront des applications dans le monde réel ou présenteront des phénomènes sans précédent qui feront progresser la science des matériaux", a déclaré Tetsuro.