Gli scienziati dell'Università di Hokkaido sono riusciti a sviluppare un complesso di nichel che cambia colore e magnetismo se esposto al vapore di metanolo. Il nuovo materiale può essere potenzialmente utilizzato non solo come sensore chimico, ma anche con futuri dispositivi di memoria riscrivibili.

Il fenomeno dei cambiamenti di colore in una sostanza, innescato da vapori di composti organici volatili o gas inorganici, si chiama vapocromismo. Dalla sua scoperta alla fine del secolo scorso, gli scienziati hanno concentrato la loro ricerca sullo sviluppo di materiali sensoriali in grado di mostrare visibilmente la presenza di solventi organici dannosi. Per di più, ricerca sui materiali che sincronizzano il colore e altri cambiamenti di proprietà, come il magnetismo, potrebbe portare ad applicazioni più ampie.

Il team di ricerca guidato da Masako Kato dell'Università di Hokkaido si è concentrato sullo sviluppo di materiali che cambiano contemporaneamente colore e magnetismo se esposti ai vapori. Ad oggi, alcuni complessi di ferro erano noti per commutare il magnetismo tra "paramagnetismo" e "diamagnetismo" a temperatura ambiente, ma di solito cadono in stati stabili quando le temperature sono più basse.

Era quindi importante sviluppare materiali in grado di modificare il magnetismo in un intervallo di temperatura più ampio. Il team si è concentrato su un complesso di nichel(II)-chinonoide. "Come il complesso cambia magnetismo quando cambia la sua struttura di coordinazione, abbiamo ipotizzato che se i vapori di solvente potessero legarsi direttamente agli ioni di nichel, il complesso cambierebbe contemporaneamente colori e magnetismo, "dice Masako Kato.

Secondo la loro ricerca, un complesso di nichel(II)-chinonoide è stato posto in un ambiente di vapore di metanolo ad alta densità. Una volta che le molecole di metanolo si sono legate al complesso, la struttura di coordinamento è stata trasformata, seguita da un cambiamento di colore dal viola intenso all'arancione. Quando esposto a vapori come etanolo e cloroformio, molecole di metanolo staccate dal complesso, invertendo il suo colore al viola intenso.

In collaborazione con Noriaki Matsunaga dell'Università di Hokkaido, hanno scoperto che i cambiamenti di colore si sono verificati insieme ai cambiamenti nel magnetismo. Quando le molecole di metanolo sono state rimosse dal complesso, è passato dal paramagnetismo al diamagnetismo, ed entrambi gli stati potrebbero essere mantenuti in un ampio intervallo di temperature.

"Questa ricerca segna la prima volta che le molecole di vapore hanno cambiato con successo gli stati magnetici dei complessi di nichel, " dice Kato. "Poiché il complesso del nichel reagisce in modo differenziale all'etanolo e al metanolo, potrebbe essere utilizzato in futuro come materiale per sensori selettivo per il metanolo. Ci aspettiamo che ulteriori applicazioni di questo metodo possano portare a nuovi materiali in grado di registrare e cancellare i dati utilizzando il vapore".