Сотрудники химического факультета и факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова в составе международной коллаборации открыли новый подкласс химических соединений и нашли условия для эффективной настройки их свойств. Результаты исследований были опубликованы в журнале Journal of Solid State Chemistry.
Во время предыдущих исследований ученые открыли новый подкласс соединений со структурой гидроксиапатита Ca10(PO4)6(OH)2 — основной минеральной составляющей костей и зубов. У соединений нового подкласса протоны гидроксильных групп замещены на ионы 3d-металлов, в том числе меди. Некоторые из соединений ярко окрашены, другие проявляют свойства мономолекулярных магнитов (то есть одна молекула может себя вести как магнит). Это позволяет использовать их в качестве малотоксичных пигментов, а также применять в молекулярной электронике и спинтронике.
«В ходе этой работы мы определили, в каких условиях и какое количество ионов меди может внедряться в каналы гидроксиапатита, а также поняли, что важно знать для эффективной настройки функциональных свойств подобного материала», — рассказал один из авторов статьи Павел Казин, доктор химических наук, профессор кафедры неорганической химии химического факультета МГУ.
В ходе работы ученые проводили твердофазный синтез образцов гидроксиапатита в смеси с избытком оксида меди, после чего сделали высокотемпературные отжиги образцов при различных температурах, парциальных давлениях кислорода и паров воды в течение определенного времени для достижения фазового равновесия. Авторы изучили поликристаллические образцы с помощью методов дифракции рентгеновских лучей. Они также уточнили кристаллическую структуру и определили количество ионов меди в каналах кристаллической решетки по дифракционным данным. В заключение химики провели термодинамический анализ данных и построили участки фазовых диаграмм.
«Дальнейшее развитие исследования мы определяем общим направлением исследования указанного нового подкласса соединений. В частности, мы планируем подобное исследование по внедрению ионов меди в другие соединения со структурой апатита и предполагаем детальное изучение магнитных и спектроскопических свойств таких материалов», — заключил ученый.
Источник: indicator.ru
