新型分子化合物的设计具有纳米级的技术应用

巴塞罗那大学化学学院分子纳米科学实验室领导的一个团队设计了一种基于钆（Gd）的新分子化合物，钆是一种可以产生磁热效应的化学元素，在分子磁学领域和具有纳米级技术应用的器件设计中特别令人感兴趣

这篇发表在《材料化学杂志》A上的论文由Carolina Sañ教授撰写；udo，来自UB化学学院和纳米科学与纳米技术研究所（IN2UB），包括UB纳米科学硕士生Subodh Kumar和博士生Guillem Gabarró；进行的大部分研究；，这篇论文的两位合著者

二维（2D）材料是一种为设计异质结构提供卓越性能的化合物；具有不同性能的不同材料的连接&mdash；或者用于多功能设备。具体来说，这种新化合物是基于钆（Gd）的，钆是一种稀土化学元素，具有七个不成对的电子，可以作为磁性制冷剂

在这项研究中，UB分子纳米科学实验室的团队制备了2D（III）复合材料。该化合物以金属阳离子和有机配体（金属-有机骨架，MOF）的块状晶格型材料的形式存在。Gd（III）化合物的一个特殊性是它们在极低的温度下具有活性

“这种MOF是特殊的，因为它是二维的。2D MOF是石墨烯的金属有机等价物，像这种化合物一样，可以在纳米尺度上以单层或几个单层的聚集体剥离，”Carolina Sa&ntide说；乌多，UB无机和有机化学系教授

在该化合物中，每个Gd（III）离子的行为就像它是一个单分子磁体（SMM）。由于它是2D晶格化合物，每个单层都是SMM的有序晶格。此外，由于含有Gd（III），它具有高磁熵和磁热效应（MCE）

Elena Bartolomé；指出：“这些多功能磁性材料的研究涉及多学科任务，通过各种技术，如直流/交流磁强计、量热法、发光和X射线磁圆二色性，对材料进行表征至关重要。”；，ICMAB-CSIC的研究员

在这篇论文中，该团队成功地在半导体硅表面生长了该化合物的纳米晶体，这是朝着能够在技术应用的设备中使用分子材料迈出的决定性一步

这项新研究的结果表明，在设备中使用钆化合物进行磁冷却是可能的。研究人员Carolina Sa&ntide说：“我们不仅能够在半导体上对材料进行纳米结构，而且我们已经证明磁热效应保持在纳米级，新化合物可以作为磁性表面冷却剂。”；udo

二维晶格材料&mdash；或2D MOF&mdash；根据形成它们的金属而具有潜在的应用。这种新型复合材料具有两个关键特性：它是一种磁性分子（SMM），并表现出磁热效应（MCE）。SMM是一种磁性分子，可作为信息存储小型化的替代品，其中每个Gd（III）分子或离子都起到一个比特的作用。

使SMM在2D中完全有序提供了许多优势，研究小组希望在未来的研究中利用这些优势。在磁制冷领域，沉积在半导体上的纳米晶体可以在低温下用作表面冷却剂，这是降低电子电路或设备内部温度的一种令人感兴趣的特性

自2020年以来，UB分子纳米科学实验室一直在研究基于稀土元素的化合物，如镝（Dy）、铽（Tb）和铕（Eu）。“镝或铽化合物是磁体分子的2D晶格材料。使用铽、铕或铽和铕的混合物，我们还可以获得可用作安全油墨的高发光材料，”Sa&ntide总结道；udo