Международная команда исследователей под руководством доцента факультета химии ВШЭ Юрия Белоусова совместно с учеными из МГУ им. М.В. Ломоносова, ФИАН им. П.Н. Лебедева и университета Камерино создала всеобъемлющий обзор более 200 азолкарбоксилатов лантанидов. Результаты этой масштабной работы, опубликованные в престижном журнале Coordination Chemistry Reviews, открывают новые перспективы для развития электроники, металлургии, радиомедицины и других отраслей промышленности.
Мир редкоземельных элементов, известных как лантаниды или лантаноиды, представляет собой уникальное семейство из пятнадцати химических элементов, занимающих особое место в таблице Менделеева. Несмотря на свое название, эти металлы довольно широко распространены в природе. Однако их добыча представляет определенные сложности из-за рассеянного характера залегания и схожести химических свойств, что создает дополнительные вызовы при их разделении.
Современная промышленность активно использует лантаниды в различных высокотехнологичных областях. Эти элементы стали незаменимыми компонентами в производстве электронных устройств, мощных магнитов, передовых лазерных систем и оптического волокна. Примечательно, что область их применения постоянно расширяется – от инновационных решений в биомедицине до систем хранения газов и химических сенсоров. Особенно впечатляет использование неодима и самария в производстве высокоэффективных магнитов, а европий благодаря своим люминесцентным свойствам помогает защищать европейскую валюту от подделок.
В центре внимания нового исследования оказалась особая группа соединений – азолкарбоновые кислоты лантаноидов. Азолы представляют собой пятичленные углеродные кольца с вкраплениями атомов азота. В зависимости от количества и расположения атомов азота формируются различные соединения – от пиразола до тетразола. Ключевым компонентом выступает карбоксильная группа (-COOH), определяющая кислотные свойства этих соединений.
Азолкарбоксилаты лантанидов демонстрируют впечатляющие возможности в различных применениях. В частности, они способны усиливать люминесцентные свойства ионов лантанидов, выступая в роли эффективных «антенн». Это позволяет создавать материалы, излучающие свет во всем видимом спектре – от голубого (тулий) до инфракрасного (неодим, эрбий, иттербий), открывая новые возможности для развития дисплейных технологий и сенсорных систем.
Уникальное расположение лантанидов в периодической таблице обусловлено заполнением 4f-электронного подуровня, что определяет их исключительные магнитные свойства. Это находит применение не только в традиционных магнитах, но и в создании инновационных молекулярных магнетиков, где азолкарбоксилатные лиганды помогают оптимально организовать структуру материала.
Перспективным направлением исследований становится применение азолкарбоксилатов лантанидов в качестве катализаторов и материалов для газовой сепарации. Особый интерес представляют формируемые ими каркасные металлорганические полимеры (МОКП), открывающие новые возможности для создания функциональных материалов.
«Проведенная систематизация данных об азолкарбоксилатах лантаноидов открывает захватывающие перспективы для создания материалов будущего, – подчеркивает Юрий Белоусов. – Наша работа закладывает фундамент для дальнейших технологических прорывов в различных областях науки и промышленности».
Информация предоставлена пресс-службой НИУ ВШЭ
Источник фото: ru.123rf.com
Источник: scientificrussia.ru
