Un equipo de investigación de la Universidad de Kumamoto ha desarrollado con éxito un nuevo método para crear materiales magnéticos conmutables mediante enlaces de hidrógeno a nivel molecular. Este innovador estudio muestra cómo ciertos complejos metálicos, que antes no respondían a estímulos externos, ahora pueden exhibir transiciones magnéticas nítidas y completas mediante la introducción de enlaces de hidrógeno quirales.
El equipo de investigación, dirigido por el profesor asociado Yoshihiro Sekine de la Organización Prioritaria para la Innovación y la Excelencia (POIE), se centró en crear conjuntos moleculares intercambiables compuestos de iones de cobalto (Co²⁺) y hierro (Fe³⁺), que normalmente no responden a la mundo exterior. La innovación del equipo de Estimulación radica en la incorporación de enlaces de hidrógeno a través de un ácido carboxílico quiral, que permite a la molécula cambiar entre estados magnéticos (paramagnético y diamagnético) con notable precisión. Apodados “análogos moleculares del azul de Prusia”, estos conjuntos son prometedores para la transferencia controlada de electrones entre iones de cobalto y hierro, algo inalcanzable con materiales convencionales.
El otro hallazgo clave del estudio es el papel de la quiralidad molecular en el desempeño de estos ensamblajes. Las moléculas donadoras de enlaces de hidrógeno (HBD) enantiopure permiten transiciones magnéticas nítidas y completas, mientras que las mezclas racémicas conducen a estructuras desordenadas con transiciones amplias e incompletas. Esto resalta la importancia de una disposición molecular precisa en el desarrollo de materiales funcionales con comportamiento predecible. “Las unidades quirales de enlace de hidrógeno son cruciales para lograr las transiciones de fase abruptas y cooperativas que observamos”, dijo el profesor asociado Sekine. “Esto abre nuevas vías para el diseño de materiales intercambiables a nivel molecular”.
Estos hallazgos podrían conducir al desarrollo de materiales mejorados para dispositivos de almacenamiento magnético, sensores y otras aplicaciones electrónicas. El estudio destaca cómo los cambios sutiles en la estructura molecular pueden conducir a diferencias dramáticas en el comportamiento de los materiales, abriendo un nuevo camino para el desarrollo de máquinas moleculares funcionales y materiales inteligentes.