Светоуправляемый материал для хранения информации от российских ученых

19-08-2025: UEFIMA.RU:  Российские ученые совершили значительный прорыв в области материалов для хранения информации, разработав инновационный светоуправляемый материал.

Это открытие сулит революционные изменения в сфере электроники и информационных технологий, позволяя создавать устройства с беспрецедентной скоростью обработки данных.

В основе разработки лежит уникальный комплекс, представляющий собой сочетание иона меди и органической молекулы спиропирана.

Соединение демонстрирует исключительные свойства, сочетая в себе фотохромные характеристики с молекулярными магнитными свойствами.

Фотохромные свойства спиропирана известны давно, органические молекулы обладают способностью изменять свою структуру и, следовательно, оптические свойства под воздействием света.

В обычных условиях, при воздействии видимого света или в темноте, молекула спиропирана находится в закрытой, бесцветной форме.

Однако под воздействием ультрафиолетового излучения, например, с длиной волны 366 нанометров, молекула претерпевает структурные изменения, "раскрываясь" и переходя в открытую, темно-фиолетовую форму. Это изменение геометрии молекулы и является основой фотохромного эффекта.

Однако настоящая инновация заключается в том, что ученые сумели ввести ион меди в структуру спиропирана, что позволило придать материалу магнитные свойства, расширив его функциональность за пределы простого переключения оптических характеристик.

Полученный комплекс демонстрирует магнитные свойства в очень низком температурном диапазоне – от -273°C до -267°C.

Важно отметить, что даже после выключения внешнего магнитного поля, соединение сохраняет намагниченность в течение некоторого времени. Именно это свойство открывает широкие перспективы для практического применения.

Процесс синтеза этого уникального комплекса оказался довольно сложным. Ученые из Федерального исследовательного центра проблем химической физики и медицинской химии РАН в Черноголовке смешали в органическом растворителе медьсодержащее соединение и спиропиран.

Смесь тщательно перемешивалась в течение суток, после чего добавлялся гексан – второй растворитель.

В результате этого процесса на стенках пробирки образовывались кристаллы целевого соединения – комплекса меди и спиропирана. Именно эти кристаллы стали объектом дальнейшего исследования.

В целях всестороннего анализа характеристик нового материала исследователи провели детальное изучение его магнитных свойств в широком диапазоне температур — от -272,5°C до +27°C.

Это исследование дало возможность точно установить параметры магнитного поведения комплекса и подтвердить наличие эффекта сохранения намагниченности при низких температурах.

Результаты данного исследования были опубликованы в авторитетном научном журнале Dalton Transactions, что подчеркивает значимость этого открытия для международного научного сообщества.

Возможности применения этого нового материала поистине впечатляют.

Благодаря сочетанию фотохромных и магнитных свойств, он может стать основой для создания новых поколений запоминающих устройств с невероятно высокой плотностью хранения информации.

Управление такими устройствами будет осуществляться с помощью света, что значительно ускорит обработку информации.

Скорость передачи сигналов светом превосходит скорость передачи электрического тока, поэтому применение светового управления обещает революционный скачок в производительности электронных устройств.

Кроме запоминающих устройств, этот материал открывает перспективы для разработки высокочувствительных оптических сенсоров.

Способность материала изменять свои магнитные и оптические свойства под воздействием света позволяет создавать сенсоры, реагирующие на изменение освещенности или на присутствие определенных веществ.

Это может найти применение в самых различных областях, от медицинской диагностики до экологического мониторинга.

В заключение, разработка светоуправляемого материала на основе меди и спиропирана – это значительное достижение российской науки.

Открытие не только расширяет фундаментальные знания в области материалов, но и открывает новые горизонты для создания высокотехнологичных устройств будущего.

Сочетание фотохромных и магнитных свойств в одном материале представляет собой уникальную комбинацию, которая позволит создать электронные устройства с беспрецедентными характеристиками скорости, эффективности и плотности хранения информации.