Publicació a la revista: Angewandte Chemie: 2D-MOFs de Dysprosi multifuncionals

Posted on by

La Dra. Elena Bartolomé i el Dr. Pablo Sevilla, investigadors de l’EUSS, acaben de publicar l’article titulat “A multifunctional Dysprosium-carboxylato 2D metal-organic framework” a la revista Angewandte Chemie, amb un alt índex d’impacte (IF:12.959).

Aquest treball ha estat realitzat en col·laboració amb la Dra. Carolina Sañudo (Secció Química inorgánica, UB), i investigadors de l’Institut de Química Teòrica i Computacional (UB), Departament d’Inorgánica de la Universidad de Zaragoza i l’Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón (INMA-CSIC).

El treball descriu la síntesi i caracterització magneto-òptica d’un nou 2D-MOF (metal-organic framework) de disprosi. La investigació en materials 2D ha crescut exponencialment des del treball guanyador del premi Nobel sobre grafè. Els materials 2D mostren propietats úniques i diferents de les equivalents 3D i es diu que tenen el poder de revolucionar-ho tot, des de l’electrònica digital fins a l’emmagatzematge d’energia. La majoria dels materials 2D estudiats fins ara són materials inorgànics, però el desenvolupament dels 2D-MOFs, com el desenvolupat en aquest treball, pot ser una alternativa molt interessant i versàtil.

En el treball publicat es presenta un mètode de síntesi extremadament senzill per a la preparació d’un nou 2D-MOF de disprosi (Dy). El material sintetitzat (Fig. 1a) pot ser exfoliat per sonicació (Fig. 1b). Les nanocapes bidimensionals del material (Fig. 1c) es troben separades únicament per forces de van der Waals (Fig. 1d). Les nanocapes exfoliades, dispersades en una dissolució, poden ser dipositades a sobre d’una superfície per spin-coating. Les imatges d’AFM mostren “nanosheets” d’uns pocs nanòmetres de gruix (Fig. 1e).

Figura 1. (a) Imatge SEM del material Dy-MOF en “bulk”, (b) imatge SEM d’una nanocapa exfoliada, (c) esquema de l’estructura 2D del Dy-MOF, (d) vista lateral de les nanocapes de Dy-MOF, separades per forces de van der Waals, (e) imatge d’AFM i perfil d’una nanocapa

El material sintetitzat és magnèticament anisotròpic, i presenta un comportament d’imant molecular (Single Molecule Magnet, SMM). El complex diluït magnèticament (La-Dy) és un material bifuncional, ja que presenta un comportament SMM i luminescència (Fig. 2a, b).

Figura 2. (a) Temps de relaxació magnètica en funció de l’invers de la temperatura i del camp per al complex de Dy-MOF (1) i el complex diluït magnèticament de la-Dy (1d) (b) espectres de luminescència dels dos compostos.

Aquest treball permetrà desenvolupar 2D-MOFs de lantànids multifuncionals per a diferents aplicacions. La fàcil exfoliació de nanocapes és un aspecte molt prometedor cap a la posterior manipulació del material, la seva deposició sobre diferents superfícies, per explotar els efectes de proximitat sobre el grafè, o per a la formació de multicapes d’hetero-nanoestructures.