Уникальное соединение технеция с редкой структурой обещает революцию в квантовых технологиях

В российских научных лабораториях было синтезировано необычное комплексное соединение технеция с трихлоруксусным ангидридом, которое удивило исследователей своей уникальной молекулярной структурой. Впервые в истории химии удалось получить кольцо из девяти атомов технеция, при этом атомы металла проявляют разные степени окисления: три из них находятся в состоянии +4, а шесть — в промежуточном, необычном для металлов подгруппы марганца, уровне +4,5. По информации, предоставленной пресс-службой Российской академии наук, это первый подобный случай в мировой науке и одновременно редкий пример кластерного соединения с нечётным числом атомов.

Исследователи применили сольвотермический метод, позволяющий технецию поэтапно восстанавливаться и формировать устойчивую кольцеобразную молекулу. Это новшество открывает широкие перспективы для создания новых материалов с уникальными магнитными и термическими свойствами. Комплекс оказался растворим в двадцати различных растворителях и сохраняет стабильность при температуре до 130 градусов Цельсия. При дальнейшем нагревании соединение переходит в карбонил технеция, который формирует ярко окрашенные жёлто-оранжевые кристаллы. Для детального анализа были использованы методы рентгеновской дифракции, инфракрасной и ультрафиолетовой спектроскопии, а также термогравиметрия.

Один из авторов исследования, научный сотрудник Михаил Волков, отметил, что такие молекулярные кольца с нечётным числом атомов металлов и неоднородными степенями окисления встречаются крайне редко. Их необычная структура позволяет рассматривать их в качестве перспективных молекулярных магнитов и молекулярных холодильников. Особое внимание уделяется потенциальному применению этих соединений в области квантовых вычислений, физики и материаловедения, где необходимы новые материалы с уникальными магнитокалорическими свойствами.

Кроме того, учёные обратили внимание на возможное применение молекулярных холодильников в биомедицине. Они могут использоваться для точного контроля температуры клеток при проведении противораковой терапии, снижая риск повреждения здоровых тканей. Это достигается за счёт магнитокалорического эффекта, который позволяет избирательно охлаждать клетки, тем самым предотвращая их переход в опухолевое состояние.

Исследователи планируют продолжить работу по перекристаллизации и более глубокому изучению свойств нового соединения, что может открыть новые горизонты в разработке технологий на стыке химии, физики и медицины. Параллельно с этим учёные раскрыли механизмы формирования градиентных структур кобальта в агаровом геле, что расширяет понимание процессов самоорганизации в химических системах и может найти применение в создании новых функциональных материалов.