ZESPÓŁ AUTORSKI

Uniwersytet Jagielloński z siedzibą w Krakowie

prof. dr hab. Janusz Szklarzewicz - kierownik Zespołu

dr Maciej Hodorowicz

CO MOŻNA OSIĄGNĄĆ DZIĘKI WYNALAZKOWI?

Wynalazek dotyczy odkrycia metod syntezy nowych magnetyków molekularnych o właściwościach ferromagnetycznych na bazie związków większości metali przejściowych. Możliwe zastosowania: Związki posiadające właściwości magnetyczne w temperaturach pokojowych i wyższych mogą znaleźć zastosowanie jako między innymi: nowe powłoki magnetyczne w produkcji dysków komputerowych o ogromnej pojemności, produkcję nośników pamięci w systemach bezpieczeństwa (przechowywanie danych szczególnie wrażliwych). Osłony magnetyczne, czujniki (w tym w zastosowaniach medycznych i wojskowych), soczewki magnetyczne, uszczelniacze magnetyczne (przemysł kosmiczny), transformatory wysokiej częstotliwości (o wysokiej wydajności), elementy komputerów kwantowych, nośniki leków kierowanych polem magnetycznym.

ISTOTA WYNALAZKU

Molekularne materiały magnetyczne stanowią klasę materiałów o własnościach magnetycznych, które wykazują zarówno cechy typowe dla klasycznych magnesów, to jest zawierających pierwiastki metali przejściowych i ziem rzadkich, jak i cechy, które nie są typowe dla klasycznych magnesów, takie jak: temperaturowe przejścia spinowe, foto-magnetyzm czy mała gęstość. Znane są materiały molekularne organiczno-nieorganiczne składające się z bloków budulcowych, którymi są bloki organiczne i bloki nieorganiczne. Typowo, materiały magnetyczne w wyższych temperaturach takich jak 0°C czy temperatura pokojowa, tracą zdolność do uporządkowania magnetycznego bloków organicznych i nieorganicznych, tym samym tracąc swoje własności magnetyczne. Temperatura, uważana za graniczną, powyżej której układ bloków organicznych i nieorganicznych traci zdolność samouporządkowania magnetycznego, to temperatura Curie (Tc), zwana także temperaturą krytyczną. Im wyższa temperatura krytyczna (Tc) danego materiału, tym wyższa temperatura w której materiał ten traci swoje własności magnetyczne. Wśród znanych molekularnych materiałów magnetycznych jedynie nieliczne charakteryzują się wyższymi, niż kilkadziesiąt Kelwinów, wartościami Tc, w których wykazują ferromagnetyzm. Natomiast powyżej Tc ferromagnetyki stają się typowymi materiałami paramagnetycznymi, a zatem niezdolnymi do zastosowania jako nośniki pamięci. Przedmiotem opisywanego wynalazku jest sposób syntezy molekularnego materiału magnetycznego oraz materiał magnetyczny, wykazujący ferromagnetyzm w temperaturach powyżej 253 K, w tym także w temperaturze pokojowej. Ponadto wynalazek jest materiałem światłoczułym - ulega fotolizie w wyniku oświetlenia, co oznacza, że materiał po napromieniowaniu światłem w zakresie 210–700 nm ulega rozkładowi i / lub redukcji, tracąc w ten sposób swoje właściwości ferromagnetyczne, co jest charakterystyczne dla materiałów stosowanych jako nośnik pamięci. Prezentowane materiały magnetyczne nie tylko są paramagnetyczne i mają właściwości magnetyczne w temperaturze pokojowej ale dodatkowo wykazują ferromagnetyzm wysokotemperaturowy (nawet w temperaturze pokojowej), są więc przełomowym nowym materiałem magnetycznym. Znane dotychczas metody syntezy umożliwiają jedynie wytwarzanie molekularnych materiałów magnetycznych wykazujących ferromagnetyzm niskotemperaturowy, to jest w temperaturach bliskich zera absolutnego (0 K, czyli 273.15˚C). Z tego powodu nie jest możliwa eksploatacja własności ferromagnetycznych materiałów tego typu w temperaturach wyższych, w tym w temperaturze pokojowej. Zatem zasadne jest opracowanie metody syntezy prowadzącej do uzyskania klasy molekularnych materiałów magnetycznych wykazujących własności ferromagnetyczne w temperaturach wyższych niż 253 K (-20°C), w tym w szczególności w temperaturze 0°C, a także temperaturach pokojowych, umożliwiając tym samym eksploatację własności ferromagnetycznych tych materiałów na szerszą skalę. Przedmiotem wynalazku jest sposób syntezy molekularnego materiału magnetycznego, w którym: wytwarza się mieszaninę zawierającą: reagent paramagnetyczny zawierający metal d-elektronowy w formie paramagnetycznej wybrany z grupy składającej się z: Fe, Co, Mo, W oraz Mn, reagent diamagnetyczny zawierający metal d-elektronowy w formie diamagnetycznej, wybrany z grupy składającej się z: Fe, Co, Mo, W oraz Mn, co najmniej jeden donor ligandów cyjanowych (-CN) stanowiący osobny związek i/lub wchodzący w skład reagenta paramagnetycznego i/lub diamagnetycznego, co najmniej jeden kation z miejscami koordynacyjnymi do wiązania się z azotami cyjanowymi pochodzącymi od donora ligandów cyjanowych.

POTENCJAŁ KOMERCJALIZACYJNY WYNALAZKU

Otrzymane opatentowanymi metodami materiały magnetyczne, zaliczyć należy do grupy tak zwanych miękkich ferromagnetyków. Potencjalne zastosowanie otrzymanych materiałów jest bardzo szerokie i obejmuje większość branż związanych z nowoczesnymi technologiami. W zależności od ostatecznie otrzymanych parametrów niniejszego materiału przewiduje się, że otrzymany materiał magnetyczny może mieć zastosowanie m.in. w branży elektronicznej, telekomunikacyjnej oraz energetycznej. Ponadto prawdopodobnie możliwe będzie również zastosowanie tego materiału m.in. do zapisu i przechowywania danych - produkcji dysków komputerowych o ogromnej pojemności i nośników pamięci w systemach bezpieczeństwa, które poprzez zastosowanie prostych procesów fizycznych (jak np. niskiej temperatury topnienia czy światłoczułości) można szybko i bezpowrotnie zniszczyć. Kolejnym możliwym kierunkiem zastosowania są przełączniki magnetyczne o szybkim czasie działania, super silne magnesy stałe, soczewki magnetyczne, czujniki różnego typu (w tym w zastosowaniach wojskowych, medycznych, ochrony środowiska i nadzoru zanieczyszczeń), soczewki, uszczelniacze i przekładnie magnetyczne, ochrona przed polem magnetycznym (powłoki antymagnetyczne), potencjalnie również jako pokrycia typu stealth itp.