[698]. B.H. Wilson, J.S. Ward, D.C. Young, J.L. Liu, C. Mathonière, R. Clérac and P.E. Kruger, “Self-Assembly Synthesis of a [2]Catenane CoII Single-Molecule Magnet”, Angew. Chem. Int. Ed.

[698]. B.H. Wilson, J.S. Ward, D.C. Young, J.L. Liu, C. Mathonière, R. Clérac and P.E. Kruger, “Self-Assembly Synthesis of a [2]Catenane CoII Single-Molecule Magnet”, Angew. Chem. Int. Ed., 61, e202113837 (1 of 5), (2022) – 10.1002/anie.202113837 (P122-12928)

Record-breaking molecular magnet

By coupling together a pair of lanthanide ions within the same compound, researchers have created what they believe are the most magnetic molecules ever made (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abl5470).

“By all the traditional metrics of single-molecule magnets, they’re the best,” says Nicholas Chilton of the new molecules. Chilton, who’s based at the University of Manchester, collaborated on the work with Jeffrey Long at the University of California, Berkeley, and Benjamin Harvey at the US Naval Air Warfare Center Weapons Division. Although the molecules’ magnetism only reveals itself at low temperatures, Chilton hopes that these dilanthanide complexes might pave the way for new types of powerful yet lightweight permanent magnets.

Roberta Sessoli of the University of Florence, a pioneer of single-molecule magnets who was not involved in the work, says “this really is a very, very important piece of work. This is something that is going to remain as a milestone.”…

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Durable 3D-printed molecular magnets

Metal-containing organic molecules that exhibit magnetism could one day offer a lightweight, flexible alternative to the relatively dense metal and ceramic magnets used in today’s engines, turbines, and electronics. Researchers have shown that a promising but unstable molecular magnet can become stable when 3D printed (Nano Lett. 2022, DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c01879).

In recent years, chemists have built molecular magnets that have magnetic fields comparable to those of conventional magnets at room temperature. But even promising ones, such as vanadium hexacyanochromate, remain sensitive to the environment, says Shenqiang Ren, a materials scientist at the University at Buffalo. “You have to test them in a glove box,” he says. Ren wanted to mix a molecular magnet with a printing resin with the hope that the plastic casing might protect the material from the open air.

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Les molécules-aimants s’organisent pour stocker l’information à l’échelle du nanomètre

Pour faire face aux besoins croissants en stockage de données informatiques les chimistes sont parvenus à stocker l’information binaire à l’échelle de molécules individuelles appelées « molécules-aimants ». Cependant, pour envisager leur insertion au sein de dispositifs, les molécules doivent pouvoir conserver l’information sans subir l’influence de celle portée par les voisines, ce qui nécessite de contrôler leur organisation au sein du matériau. Défi relevé par des scientifiques du Centre de recherche Paul Pascal (CNRS / Université de Bordeaux) et de l’Université de Canterbury en Nouvelle-Zélande qui montrent comment des caténanes magnétiques, structures mécaniquement imbriquées, permettent cette organisation de molécules-aimants au sein d’édifices complexes tridimensionnels. Ces résultats font l’objet d’une publication dans la revue Angewandte Chemie.

Comme son nom l’indique, une molécule-aimant est un aimant formé d’une seule molécule. Sous l’action d’un champ magnétique, son aimantation peut présenter deux états adressables. Il est possible de passer réversiblement d’un état à l’autre ce qui confère à cette molécule-aimant un effet mémoire. D’où l’intérêt des spécialistes du magnétisme moléculaire pour ces objets qui pourraient permettre dans le futur le stockage d’information binaire, voire quantique, à une échelle très réduite.

Au sein d’un même matériau ou d’un dispositif de stockage, chaque molécule-aimant doit être capable de conserver son état magnétique sans subir l’influence de celle de ses voisines, condition essentielle si l’on veut contrôler l’information stockée sur chaque molécule. Il est donc nécessaire de maîtriser leur organisation de manière à ce que l’on puisse assigner individuellement un bit d’information à une molécule-aimant donnée.

Aujourd’hui, on sait isoler les molécules-aimants les unes des autres en les déposant sur des surfaces. Mais, pour parvenir à une miniaturisation plus importante encore, il faut dépasser cet arrangement bidimensionnel pour atteindre une organisation tridimensionnelle, avec un contrôle parfait de l’arrangement des molécules dans les trois directions de l’espace.

Grâce à la flexibilité de la chimie de coordination,* des scientifiques du Centre de recherche Paul Pascal (CNRS / Université de Bordeaux) et de l’Université de Canterbury en Nouvelle-Zélande viennent de démontrer qu’il est possible d’organiser des molécules-aimants dans des constructions moléculaires d’une grande complexité, comme un caténane** résultant de l’auto-assemblage de 8 molécules-aimants à base d’ions cobalt(II). Cette architecture complexe en catenane présente deux carrés imbriqués l’un dans l’autre dont chaque sommet est une molécule-aimant isolée de ses voisines (figure ci-dessus). On peut donc penser que dans le futur, les chimistes de coordination pourront réellement répondre à n’importe quel type d’organisation nécessaire aux applications des molécules-aimants….

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Related links:

https://doi.org/10.1002/anie.202113837

https://www.usinenouvelle.com/editorial/l-instant-tech-le-cnrs-imagine-des-molecules-magnetiques-pour-coder-l-information.N1173507

https://www.industrie-techno.com/article/des-edifices-de-molecules-aimants-pour-miniaturiser-le-stockage-de-donnees.67882

[696]. E. Bedel Pereira, J. Bassaler, H. Laval, J. Holec, R. Monflier, F. Mesnilgrente, L. Salvagnac, E. Daran, B. Duployer, C. Tenailleau, A. Gourdon, A. Jancarik and I. Seguy , “Benzohexacene guide in accurate determination of field effect carrier mobilities in long acenes”, RSC Adv.

[696]. E. Bedel Pereira, J. Bassaler, H. Laval, J. Holec, R. Monflier, F. Mesnilgrente, L. Salvagnac, E. Daran, B. Duployer, C. Tenailleau, A. Gourdon, A. Jancarik and I. Seguy , “Benzohexacene guide in accurate determination of field effect carrier mobilities in long acenes”, RSC Adv., 12, 671-680, (2022) – 10.1039/d1ra07808a (P122-12926)

[695]. P.S. Koroteev, Z.V. Dobrokhotova, A.B. Ilyukhin, E.V. Belova, A.D. Yapryntsev, M. Rouzieres, R. Clerac and N.N. Efimov, “Tetranuclear Cr-Ln ferrocenecarboxylate complexes with a defect-dicubane structure: synthesis, magnetism, and thermolysis”, Dalton. Trans.

[695]. P.S. Koroteev, Z.V. Dobrokhotova, A.B. Ilyukhin, E.V. Belova, A.D. Yapryntsev, M. Rouzieres, R. Clerac and N.N. Efimov, “Tetranuclear Cr-Ln ferrocenecarboxylate complexes with a defect-dicubane structure: synthesis, magnetism, and thermolysis”, Dalton. Trans., 50, 16990-16999, (2021) – 10.1039/d1dt02562g – hal-03460616 (P121-12914)

[694]. H. Kaemmerer, V. Mereacre, A.M. Ako, S. Mameri, C.E. Anson, R. Clerac and A.K. Powell, “Assisted Self-Assembly to Target Heterometallic Mn-Nd and Mn-Sm SMMs: Synthesis and Magnetic Characterisation of[Mn7Ln3(O)4(OH)4(mdea)3(piv)9(NO3)3] (Ln=Nd, Sm, Eu,Gd)**”, Chem. Eur. J.

[694]. H. Kaemmerer, V. Mereacre, A.M. Ako, S. Mameri, C.E. Anson, R. Clérac and A.K. Powell, “Assisted Self-Assembly to Target Heterometallic Mn-Nd and Mn-Sm SMMs: Synthesis and Magnetic Characterisation of [Mn7Ln3(O)4(OH)4(mdea)3(piv)9(NO3)3] (Ln = Nd, Sm, Eu,Gd)”, Chem. Eur. J.27, 15096-15102, (2021) – 10.1002/chem.202102912 – hal-03423483 (P121-12906)

Hanae Boulehjour

M1 student

Place and date of Birth:
NC
Institutional address:
Centre de Recherche Paul Pascal
CRPP – CNRS UMR5031
M3 research team
115, avenue du Dr. A. Schweitzer
33600 Pessac, France
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Fax: +33 5 56 84 56 00
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