Главная страница /

 

Интерес к цинк-лантанидным и кадмий-лантанидным координационным соединениям обусловлен их люминесцентными свойствами, открывающими возможность их применения в качестве материалов для лазеров, компонентов тонких люминесцентных пленок, оптических усилителей, сенсоров, излучающих слоев электролюминесцентных устройств, например экранов для телевизоров, смартфонов и других приборов.

 

Полезные с практической точки зрения свойства координационных соединений определяются природой металлов и исходных органических соединений, входящих в состав получаемого материала и работающих как единый ансамбль. Атомы кадмия или цинка и органическая составляющая обеспечивают эффективное поглощение излучения, которое затем при люминесценции испускается редкоземельным атомом в виде потока яркого зеленого, красного или иных цветов. Управление составом и строением фотоактивных веществ является очень непростой задачей, для решения которой анализируются закономерности образования соединений определенной кристалической структуры и способы влияния на нее.

 

Ученые из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН и Физического института им. П.Н. Лебедева РАН изучили превращения кадмий- и цинк-содержащих соединений, перспективных в качестве исходных компонентов для синтеза более сложных фотолюминесцентных материалов, и обнаружили способ управления их структурой. Результаты работы опубликованы в высокорейтинговом журнале Materials.

 

Авторами разработаны методики синтеза новых комплексов, где атомы кадмия или цинка сочетаются с атомами редкоземельных металлов в составе солей фторированной бензойной кислоты. Такие вещества обладают интенсивной люминесценцией, они магнетоактивны и могут использоваться в качестве фотолюминесцентных и магнитных материалов, а также сенсоров. Ученые обнаружили чувствительность кадмиевых соединений к условиям реакции и разработали способы управления их структурой «извне».

 

«С помощью рентгено-структурных исследований мы обнаружили на примере пентафторбензоатов кадмия-лантанидов возможность управления строением комплекса посредством изменения температуры: при комнатной – выделялся координационный полимер, который распадался на отдельные молекулы в результате нагревания. При этом цинковый аналогичный комплекс имел молекулярное строение во всем исследуемом диапазоне температур, а совместное присутствие цинка и кадмия приводило к выделению молекулярного кадмиевого комплекса. Оказалось, что таким простым способом возможно «переключать» структуру кадмийсодержащих соединений и влиять на их свойства, что в сочетании с достаточно эффективной люминесценцией позволяет рассматривать полученные вещества как перспективные для создания новых оптических материалов и устройств»,- прокомментировала работу соавтор статьи, старший научный сотрудник  Лаборатории координационных полиядерных соединений ИОНХ РАН, кандидат химических наук Наталья Гоголева.

 

Работа поддержана грантом Российского научного фонда (№ 16-13-10537).

 

 

 

Схема. Образование молекулярных и полимерных соединений в реакциях синтеза пентафторбензоатов цинка и кадмия с лантанидами в зависимости от температуры

 

Источник: M.A. Shmelev, M.A. Kiskin, J.K. Voronina, K.A. Babeshkin, N.N. Efimov, E.A. Varaksina, V.M. Korshunov, I.V. Taydakov, N.V. Gogoleva, A.A. Sidorov, I.L. Eremenko Molecular and Polymer Ln₂M₂ (Ln = Eu, Gd, Tb, Dy; M = Zn, Cd) Complexes with Pentafluorobenzoate Anions:The Role of Temperature and Stacking Effects in the Structure; Magnetic and Luminescent Properties. Materials, 2020, 13, 5689. DOI: 10.3390/ma13245689

 

Пресс-релиз опубликован на сайтах Минобрнауки России https://minobrnauki.gov.ru/press-center/news/?ELEMENT_ID=31149, информационного агентства ТАСС https://nauka.tass.ru/nauka/10925103, Индикатор https://indicator.ru/chemistry-and-materials/strukturoi-lyuminescentnykh-kompleksov-nauchilis-upravlyat-19-03-2021.htm, РНФ https://rscf.ru/news/chemistry/issledovateli-nauchilis-upravlyat-strukturoy-lyuminestsentnykh-kompleksov/, Год науки и технологий.21 https://годнауки.рф/news/uchenye-nauchilis-upravlyat-strukturoy-lyuminestsentnykh-kompleksov/, Научная Россия https://scientificrussia.ru/news/temperatura-i-struktura, Рамблер. Новости науки и техники https://news.rambler.ru/science/46041413-strukturoy-lyuminestsentnyh-kompleksov-nauchilis-upravlyat/, NanoNewsNet.ru https://www.nanonewsnet.ru/news/2021/strukturoi-lyuminestsentnykh-kompleksov-nauchilis-upravlyat