p Pesquisadores da Brown University e colaboradores da Tsinghua University na China mostraram que os nanoclusters feitos de boro e elementos de lantanídeos formam estruturas altamente estáveis ​​e simétricas com propriedades magnéticas interessantes. p As evidências, publicado em Proceedings of the National Academy of Sciences na segunda-feira, 9 de julho, sugerem que esses nanoclusters podem ser úteis como ímãs moleculares ou montados em nanofios magnéticos. A pesquisa também ajuda a esclarecer a estrutura e a ligação química dos lantanídeos de boro a granel, que pode ajudar na engenharia de novos materiais de boreto.

p "Os lantanídeos de boro são uma classe importante de materiais usados ​​em eletrônica e outras aplicações, mas nanoclusters de lantanídeos de boro não foram estudados, "disse Lai-Sheng Wang, professor de química na Brown e autor sênior de um artigo que descreve o trabalho. "Acabamos de começar a investigar esses nanoclusters, e aqui mostramos que eles podem ter uma estrutura interessante de 'sanduíche inversa' com a combinação certa de átomos de boro e lantanídeos. "

p A estrutura - um anel de átomos de boro ligados com um único átomo de lantanídeo ligado a cada lado - emergiu em aglomerados feitos de oito átomos de boro e dois átomos de lantânio ou praseodímio (ambos membros do grupo de lantanídeos na tabela periódica). Estruturas em sanduíche - complexos em que duas moléculas de hidrocarbonetos aromáticos planares circundam um único átomo de metal - são bem conhecidas na química e sua descoberta ganhou um Prêmio Nobel em 1973. Estruturas em sanduíche inversas são conhecidas por se formarem em complexos moleculares orgânicos de urânio, Wang diz, mas esta é a primeira vez que a estrutura foi vista em lantanídeos de boro.

p O laboratório de Wang usou uma técnica chamada espectroscopia de fotoelétrons para estudar nanoclusters feitos de diferentes elementos químicos. A técnica envolve zapping aglomerados atômicos com um laser de alta potência. Cada zap tira um elétron do aglomerado. Ao medir a energia cinética desses elétrons liberados, os pesquisadores podem entender como os átomos em um cluster estão ligados e inferir a estrutura física do cluster. Para encontrar as estruturas, Wang comparou os espectros de fotoelétrons com cálculos teóricos feitos pelo químico quântico Professor Jun Li e seus alunos de Tsinghua.

p "Descobrimos que os aglomerados feitos de oito átomos de boro e dois de lantanídeos são altamente simétricos, conforme inferido de seus padrões espectrais simples, "Disse Wang." Em química, sempre que encontramos algo que é altamente simétrico, é muito emocionante. "

p Essa simetria é produzida, Wang disse, pela natureza das ligações químicas que mantêm a estrutura unida. A natureza dessas ligações também torna os aglomerados altamente magnéticos. Isso poderia torná-los úteis para aplicações em nanoeletrônica ou em outros lugares.

p A pesquisa também ajuda a lançar luz sobre boretos a granel, Wang diz.

p "Isso nos dá uma nova maneira de entender a ligação e a estrutura dos materiais de boreto, "disse ele." Ao estudar pequenas unidades, podemos obter informações sobre o sistema em massa, e acho que ganhamos um pouco desse insight aqui. "