Complejos con que actúan como SMM's

En un artículo publicado en el Journal de Química Inorgánica de la ACS se expone la síntesis de unos complejos pentanucleares de fórmula [(PY5Me2)4M4Re(CN)7]5+ donde M puede ser Cu, Ni o Co. Estos complejos fueron sintetizados a partir de una unidad de [Re(CN)7]3-, que presenta una gran anisotropía, y ligantes de tipo [PY5Me2M(MeCN)]2+ (PY5Me2 = 2,6-bis(1,1-bis(2-piridil)etil)piridina). Se obtuvo un compuesto en el que la unidad compleja de renio estaba puenteada a los grupos PY5Me2 mediante los ligantes cianuro a su alrededor. La premisa del experimento era que la unidad del complejo de renio impartiría anisotropía al complejo de alto spin, lo que le proporcionaría una relajación magnética lenta. Como consecuencia este complejo podría actuar como un Single-Molecule Magnet (SMM).

Las propiedades magnéticas de los complejos de coordinación son un área interesante de estudio. Normalmente se distinguen fenómenos magnéticos a escala macroscópica y a escala molecular. En la primera categoría se tienen fenómenos de ferromagnetismo y anti-ferromagnetismo que ocurren por la alineación de los espines electrónicos del material en conjunto bajo un campo magnético externo. Por otro lado se encuentra el paramagnetismo y el diamagnetismo que ocurren a escala molecular y son débiles. Existen otros tipos de magnetismo asociados al tamaño de partícula como por ejemplo los que experimentan las micro y nanopartículas o los clusters, que al tener muchos más electrones que las moléculas simples tienen un mayor espín total. Por otro lado un tipo muy interesante de magnetismo es el que presentan los SMM's, que no son tan grandes como los agregados moleculares, pero que pueden presentar un fenómeno llamado superparamagnetismo bajo ciertas condiciones de temperatura. Los SMM's muestran magnetización estable de origen molecular, sin importar las orientaciones de los espines individuales, y de magnitud similar a la que presentan los materiales a nivel macroscópico. Cuando un material se expone a un campo magnético los espines individuales de los componentes del material se alinean en la misma dirección del campo o en la opuesta, es decir ocurre un proceso de histéresis magnética. Al cabo del tiempo, los spines de los componentes individuales se desalinearán de nuevo, a esto se le conoce como relajación magnética. Los SMM's en general experimentan la relajación magnética a una velocidad mucho más baja que los materiales ferromagnéticos. Como ya se mencionó, la temperatura juega un papel importante en la alentización de la relajación magnética. La temperatura mínima a la que ocurre el fenómeno de disminución de la velocidad de relajación con respecto a un punto de referencia se llama temperatura de bloqueo.

Los SMM's representan una línea de investigación importante debido a sus posibles aplicaciones. Los SMM's son más pequeños que las nanopartículas y por lo tanto pueden llegar a ser los dispositivos magnéticos más pequeños. Algunas posibles aplicaciones son la computación cuántica, el almacenamiento de información digital y refrigeración magnética.

Referencias:
http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ic101132z
http://www.imprs-am.mpg.de/winterschool2008/vanslageren_stuttgart_2008.pdf