Un equipo de investigación de la Universidad de Kumamoto ha desarrollado con éxito un nuevo método para crear materiales magnéticos intercambiables 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 rápidas 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 la creación de conjuntos moleculares intercambiables que contienen iones de cobalto (Co²⁺) y hierro (Fe³⁺), que no responden externamente. La innovación del equipo motivador tiene como objetivo incorporar enlaces de hidrógeno a través de un ácido carboxílico quiral, lo que permite que las moléculas cambien entre estados magnéticos (paramagnético y diamagnético) con notable precisión. Estos conjuntos, llamados “análogos moleculares del azul de Prusia”, son prometedores para la transferencia controlada de electrones entre iones de cobalto y hierro, algo que era inalcanzable con los materiales convencionales.
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 permitieron transiciones magnéticas rápidas y completas, mientras que los compuestos racémicos condujeron a estructuras desordenadas con transiciones amplias e incompletas. Esto resalta la importancia de una disposición molecular precisa en la preparación de materiales activos con un comportamiento predecible. “Las unidades quirales de enlace de hidrógeno son fundamentales para lograr las transiciones de fase cooperativas y espontáneas 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 avanzados 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, proporcionando una nueva vía para el desarrollo de máquinas moleculares funcionales y materiales inteligentes.
