Un team internazionale di ricercatori affiliati all'UNIST ha introdotto una nuova ed entusiasmante struttura di rete organica che mostra ferromagnetismo organico puro da p-TCNQ puro senza alcuna contaminazione da metalli a temperatura ambiente. I risultati sono stati pubblicati in chimica .

Questa svolta è stata guidata dal professor Jong-Beom Baek e dal suo team di ricerca presso la Scuola di ingegneria energetica e chimica dell'UNIST. Nello studio, il team di ricerca ha sintetizzato una struttura di rete dall'autopolimerizzazione del monomero di tetracianochinodimetano (TCNQ). La struttura di rete organica progettata genera radicali neutri stabili.

Da oltre due decenni, c'è stato un diffuso scetticismo riguardo alle affermazioni sul ferromagnetismo plastico organico, principalmente a causa della contaminazione da metalli di transizione. Ampio sforzo è stato dedicato allo sviluppo di magneti in composti puramente organici a base di radicali liberi, guidato sia dalla curiosità scientifica che dalle potenziali applicazioni di un "magnete plastico". I ricercatori hanno quindi cercato di escludere i problemi di contaminazione e di ottenere proprietà magnetiche dalla plastica organica pura.

Questo lavoro di ricerca riporta il design, sintesi e proprietà magnetiche di una struttura a rete di triazina che dimostra ferromagnetismo a temperatura ambiente derivato da materiale organico puro. La rete polimerica è stata realizzata attraverso l'autopolimerizzazione di TCNQ in acido trifluorometansolfonico (TFMSA) a 155 gradi C. I radicali liberi altamente stabili sono generati dalla torsione dei legami attorno agli anelli della triazina e dall'intrappolamento nello stato vetroso di una struttura a rete TCNQ polimerizzata (p-TCNQ).

La presenza di elettroni spaiati (radicali) nel p-TCNQ è stata confermata dalla spettroscopia di risonanza di spin elettronico allo stato solido (ESR) e la caratterizzazione magnetica ha rivelato la presenza di momenti di spin ½, che porta a un ordinamento ferromagnetico con una temperatura critica significativamente superiore alla temperatura ambiente. I risultati sperimentali sono stati supportati da rigorosi calcoli teorici per verificare l'origine del ferromagnetismo organico.

Questo studio è stato condotto congiuntamente da Javeed Mahmood of Energy and Chemical Engineering, Parco Jungmin di scienza e ingegneria dei materiali, e Dongbin Shin del Dipartimento di Fisica dell'UNIST. Il professor Jong-Beom Baek e il professor Jung-Woo Yoo di Material Science and Engineering hanno supervisionato il progetto come autori corrispondenti di questo studio.

"Il nostro studio non solo suggerisce nuove direzioni nei materiali magnetici organici, ma presenta anche un'ampia gamma di possibilità per la progettazione di nuove strutture con radicali neutri stabili, che mostrano l'ordinamento ferromagnetico, " afferma il professor Baek. "Questo materiale dovrebbe attirare l'attenzione in molti settori a causa della curiosità scientifica e delle potenziali applicazioni dei magneti di plastica".