Новые молекулярные магнитные материалы на основе комплексов лантанидов с тетрапиррольными лигандами

Предлагаемый проект направлен на развитие синтетических подходов к новым управляемым молекулярным магнитным материалам на основе сэндвичевых комплексов лантанидов с тетрапиррольными лигандами – фталоцианинами и их аналогами, и их супрамолекулярными ансамблями, что в перспективе позволит создавать системы записи, обработки и хранения больших объемов данных. Разработка новых подходов к хранению стремительно возрастающих объемов цифровой информации является актуальной задачей современного общества. Решение данной задачи важно как с научной, так и с социокультурной точек зрения, поскольку оно обеспечивает эффективное телекоммуникационное общение, доступ к накопленным данным (в том числе, полученным в ходе научных исследований), и т.п. Решение этой задачи подразумевает, в частности, миниатюризацию элементов устройств, используемых для хранения информации. В настоящее время активно развивается направление, в котором в качестве таких элементов предполагается использование единичных молекул соединений, характеризующихся понятием "мультистабильности" – способности существовать, как минимум, в двух устойчивых состояниях, между которыми возможен обратимый и детектируемый переход под воздействием внешних физико-химических факторов. Среди таких соединений особое внимание привлекают высокоспиновые соединения переходных металлов, молекулы которых проявляют свойства постоянных магнитов (single-molecule magnets, SMM). Проявление магнитных свойств именно на уровне отдельных молекул принципиально отличает SMM-системы от классических повсеместно-используемых постоянных магнитов, состоящих из магнитных доменов – ансамблей из множества атомов или молекул. В силу бистабильности SMM, на основе одной молекулы возможно хранение одного бита информации, что позволяет в перспективе создавать устройства хранения с колоссальной плотностью записи информации. Таким образом, поставленная задача соответствует пункту Н1 Стратегии НТР РФ в контексте перехода к новым материалам и способам конструирования для реализации передовых цифровых технологий. Исходя из имеющихся на сегодняшний день литературных данных, комплексы лантанидов с тетрапиррольными лигандами являются одними из наиболее перспективных объектов для изучения SMM-свойств. Анализ литературных данных, в особенности, опубликованных за последние 3 года, свидетельствует об интересе к SMM-материалам на основе фталоцианинов в контексте возможности управления их свойствами путем пост-синтетической модификации, включающей замену сольватных растворителей в кристаллах комплексов, переключение редокс-состояний, использование супрамолекулярных эффектов и пр. Применимость таких подходов основана, прежде всего, на высокой чувствительности физико-химических свойств фталоцианинов ко внешним воздействиям, что позволяет рассматривать их как основу материалов с управляемыми свойствами. С этой точки зрения, поиск новых структурных и супрамолекулярных факторов, влияющих на магнитные свойства комплексов лантанидов, является важной задачей, а полученные данные будут способствовать развитию координационной и физической химии сэндвичевых комплексов лантанидов, которые также активно изучаются с точки зрения их использования в качестве функциональных компонентов в различных оптоэлектронных материалах.