Nuevo avance: descubren ruta hacia materiales innovadores con nitruros de Ruddlesden-Popper

MadridQuímicos de LMU crean nitruros de Ruddlesden-Popper por primera vez

Los químicos de la LMU han sintetizado por primera vez nitruros de Ruddlesden-Popper. Este avance podría derivar en nuevos materiales con propiedades especiales. Los compuestos de Ruddlesden-Popper poseen una estructura en capas única. Estos materiales tienen el potencial de ser útiles como superconductores, catalizadores o en tecnologías de energía solar.

Antes, existían muchas sustancias con una estructura similar, pero ninguna era un nitruro. Los científicos creían que los nitruros de Ruddlesden-Popper tendrían propiedades excepcionales, pero no lograban sintetizarlos. Investigadores dirigidos por el Dr. Simon Kloß del Departamento de Química de la LMU han descubierto una manera de crear estos materiales mediante un nuevo método sintético.

El Reto Enfrentado

La creación de estos materiales fue todo un desafío debido a la estabilidad del triple enlace de las moléculas de nitrógeno (N2). Esta estabilidad, sumada a la baja afinidad electrónica del nitrógeno, hacía difícil su manipulación. Para superar estos obstáculos, los químicos tuvieron que realizar síntesis bajo condiciones extremadamente duras.

• Se utilizaron prensas de gran volumen.
• Se comprimieron muestras a presiones de 8 gigapascales (80,000 bares).
• Se empleó una fuente activa de nitrógeno como el azida de sodio.

Compuestos Iniciales y Sus Propiedades

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En esta parte se presentan los compuestos utilizados inicialmente y sus propiedades esenciales. Estos compuestos fueron seleccionados debido a su potencial para mejorar la eficiencia de los procesos y su compatibilidad con otros materiales. El análisis de sus propiedades nos permite comprender mejor su comportamiento en diversas condiciones y aplicaciones.

Ya han investigado tres materiales nuevos en este grupo.

• Nitruro de cerio y tántalo (Ce 2 TaN 4)
• Nitruro de praseodimio y renio (Pr 2 ReN 4)
• Nitruro de neodimio y renio (Nd 2 ReN 4)

Estos tres materiales poseen estructuras, comportamientos electrónicos y propiedades magnéticas diferentes. Los compuestos de praseodimio y neodimio destacan especialmente por sus características magnéticas. El compuesto de neodimio es un imán permanente muy potente con propiedades magnéticas que no se pueden revertir fácilmente. En contraste, el compuesto de tántalo es un semiconductor y podría ser útil en la conversión de energía o como material capaz de polarizarse eléctricamente.

Implicaciones para la Investigación Futura

Estas nuevas perspectivas abren numerosas oportunidades para estudios venideros, incluyendo la necesidad de analizar más a fondo la interacción entre variables contextuales y resultados específicos. Además, es esencial profundizar en la comprensión de los mecanismos subyacentes que influyen en estos fenómenos, así como realizar estudios longitudinales que puedan capturar cambios a largo plazo y su impacto en diferentes contextos.