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Synthèse de nanoaimants quantiques via plusieurs systèmes de porphyrine sans métal

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Synthèse de nanoaimants quantiques via plusieurs systèmes de porphyrine sans métal
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Résumé graphique. lui attribue : chimie naturelle (2022). DOI : 10.1038 / s41557-022-01061-5

Une équipe de chercheurs de l’Université Jiao Tong de Shanghai, en collaboration avec une paire de collègues de l’Université de Harvard, a développé une nouvelle méthode de synthèse de nanoaimants quantiques uniques basée sur des systèmes sans métal et multi-porphyrines. Dans leur article publié dans le magazine chimie naturellele groupe décrit sa méthode et ses utilisations possibles.


Les aimants moléculaires sont des matériaux capables de présenter du ferromagnétisme. Ils sont différents des autres aimants car blocs de construction Cela consiste en molécules organiques ou une combinaison de composés de coordination. Les chimistes ont étudié leurs propriétés dans le but de les utiliser pour développer des traitements médicaux tels que l’imagerie par résonance magnétique avancée, de nouveaux types de chimiothérapie et éventuellement le traitement de l’hyperthermie induite par un champ magnétique local. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont développé une méthode pour créer des nanoaimants moléculaires aux propriétés quantiques.

La technique consistait d’abord à synthétiser la monoporphyrine en utilisant ce qu’ils décrivent comme la « chimie en solution » traditionnelle – les monoporhyrines ont été créées en utilisant la microscopie à force atomique pour tirer atomes d’hydrogène de polyporphyrines. Ensuite, les chercheurs ont appliqué le résultat sur une base en or, l’ont mis dans un four et l’ont chauffé à 80 degrés Celsius. Cela a forcé les boucles du matériau à s’enchaîner. Ils allument ensuite le four à 290°C et laissent cuire le matériel encore 10 minutes. Cela a conduit à la formation de cycles de carbone supplémentaires et à la création de nanoaimants quantiques.

Cette technique fonctionne car elle implique l’utilisation de porphyrines, qui sont des molécules hétérocycliques qui ont de multiples doubles liaisons avec des électrons délocalisés. On les trouve généralement en anneaux. Il forme aussi facilement des complexes avec des ions et métaux de terres raresleur permettant d’être utilisés pour créer des aimants moléculaires.

Une fois leur magnétisme terminé, les chercheurs les ont étudiés à l’aide d’un microscope à effet tunnel et ont trouvé des interactions ferromagnétiques entre les spins de 15 milliélectronvolts. Ils ont en outre confirmé l’existence d’un échange d’interaction magnétique en utilisant la spectroscopie spin-spin.

Les chercheurs suggèrent que leur approche est un moyen relativement simple de fabriquer des nanoaimants de polyporphyrine quantique de longueurs variables, qui peuvent également contenir différents nombres de centres radicaux.


Explorer les propriétés de la nano-mosaïque magnétique


Plus d’information:
Yan Zhao et al, Nanoaimants quantiques dans des chaînes de porphyrine sans métal à la surface, chimie naturelle (2022). DOI : 10.1038 / s41557-022-01061-5

© 2022 Réseau Science X

la citation: Assembly of Quantum Nanomagnets Across Multiple Metal-Free Porphyrin Systems (2022, 28 octobre) Récupéré le 28 octobre 2022 sur https://phys.org/news/2022-10-quantum-nanomagnets-metal-free-multi-porphyrin . html

Ce document est soumis au droit d’auteur. Nonobstant toute utilisation équitable à des fins d’étude ou de recherche privée, aucune partie ne peut être reproduite sans autorisation écrite. Le contenu est fourni à titre informatif uniquement.

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Pourquoi avons-nous plus que jamais besoin de l’astronomie ?

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Pourquoi avons-nous plus que jamais besoin de l’astronomie ?

On me demande souvent pourquoi je suis passionné par l’astronomie. Sans aucun doute, la réponse courte réside dans les efforts très réussis de la NASA pour faire atterrir des Américains sur la Lune. Mais il y avait aussi autre chose. J'ai grandi dans une petite ville où tout ce que j'avais à faire après le lancement d'une fusée depuis Cap Kennedy était de sortir dans mon jardin pour une vue imprenable sur la lune, Vénus et les étoiles les plus brillantes du ciel de début de soirée.

Cette année, j'ai passé la majeure partie de l'hiver nord-américain sous l'équateur, au Chili et en Argentine ; D'abord lors d'une conférence d'astronomie au Chili, puis lors d'une visite des radiotélescopes au sud de Buenos Aires.

J'ai aussi eu le temps de profiter d'un été sud-américain qui m'a beaucoup fait réfléchir sur le fait que nous vivons sur une planète qui précession (ou change son axe de rotation) lorsqu'elle tourne autour de son étoile d'une manière qui a permis à notre planète d'avoir un climat stable et prévisible sur de longues périodes. Un fait sans doute essentiel à la vie telle que nous la connaissons ici. En conséquence, j’ai réfléchi au rôle que jouent finalement les sciences planétaires et l’astronomie dans notre vie quotidienne.

Les personnes qui vivent dans des régions offrant de superbes vues sur le ciel, comme les déserts du sud-ouest américain, Hawaï, l’Afrique du Sud, l’Australie, le Chili et l’Argentine, sont-elles intrinsèquement plus intéressées par l’astronomie ?

Le désert d'Atacama, au nord du Chili, est un véritable paradis pour l'astronomie, comme très peu de sites terrestres peuvent l'être. Il bénéficie d’un ciel exceptionnellement clair et d’une pollution lumineuse relativement faible. Le Chili et l’Argentine ont également une fenêtre sur l’ensemble de notre Voie lactée, ce qui n’est pas possible depuis l’hémisphère Nord.

Un ciel clair suscite également l’intérêt pour l’astronomie

Estela Pérez, professeur de biochimie et de chimie à l'Université nationale Andres Bello de Santiago, affirme que sa passion pour l'astronomie a été suscitée dans son enfance par le ciel nocturne clair au-dessus des nombreux grands lacs du sud du Chili.

Partout au Chili, même à Santiago, nous sortons de notre maison ou de notre appartement et voyons les étoiles et utilisons des applications téléphoniques pour identifier les étoiles que nous ne connaissons pas, explique Pérez, qui est désormais actif localement dans la sensibilisation du public à l'astronomie. Cependant, malgré le ciel clair local, elle affirme que les astronomes professionnels chiliens ont encore besoin de plus de temps pour utiliser les télescopes internationaux qui fonctionnent dans tout le nord du pays.

Posez les grandes questions

Un dimanche après-midi récent, dans le parc du bicentenaire de Santiago, alors que les gens jouaient au paddle-ball et faisaient courir leurs chiens pour récupérer des balles sans fin, je me suis assis et j'ai regardé notre étoile la plus proche disparaître derrière le mont Manquihue, à proximité. J’ai commencé à m’interroger sur la situation dans son ensemble.

Une fois de plus, j’ai été touché de réaliser qu’il est difficile de comprendre nos courtes vies dans un univers qui existe sur de vastes étendues d’espace et de temps. L’univers reste largement incompréhensible, même pour nos meilleurs physiciens théoriciens.

Ces problèmes astrologiques sont ceux auxquels chacun d’entre nous est confronté quotidiennement. Mais aucune religion ou philosophie ne peut répondre pleinement au mystère de notre existence, encore moins à notre place dans l’univers.

Mais l’astronomie est mondiale.

Même la personne la moins instruite en astronomie lève les yeux vers le ciel nocturne et se rend compte qu’il y a quelque chose au-delà d’elle-même et de cette Terre. Les bousiers, les phoques communs et même les albatros connaissent tous la sphère céleste d'une manière qui reste fascinante et mystifiante.

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Les scientifiques lancent un appel à l'aide pour obtenir des images d'une comète sans queue

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Les scientifiques lancent un appel à l'aide pour obtenir des images d'une comète sans queue

Les astronomes amateurs ont été invités à aider les chercheurs spatiaux en essayant d'attraper une comète avec une queue manquante devant la caméra.

La comète, connue sous le nom de C/2021 S3 PanSTARRS, est située à peu près à la même distance de la Terre que le Soleil et les chercheurs de l'Université de Reading souhaitent obtenir des images de passionnés de l'espace pour faciliter les recherches météorologiques.

Les chercheurs tentent de développer des moyens d’améliorer et de poursuivre l’analyse de la météorologie spatiale.

Une image d'une comète montre ce qui pourrait arriver à la queue de PanSTARRS. Cette personne sur la photo s'appelle Leonard (Université de Reading/Pennsylvanie)

Ces prévisions sont cruciales pour prévenir les dommages causés par les vents solaires, des flux de particules contenant des tempêtes solaires qui peuvent endommager la technologie dans l'espace et sur Terre.

Sarah Watson, chercheuse doctorante à l'Université de Reading, qui a fait appel aux astronomes amateurs, a déclaré : « Ce que nous nous attendons à voir peut sembler quelque peu inhabituel. Lorsque nous parlons de comètes, les gens pensent souvent à une grosse boule brillante suivie d'une queue longue et fine.

« La comète que nous observons pourrait avoir un aspect différent, car sa queue pourrait se briser lorsqu'elle est frappée par le vent solaire. »

Elle a poursuivi : « Nous avons besoin de nombreuses images chronométrées de la comète pour avoir une idée de son voyage à travers notre système solaire.

« C'est une opportunité fantastique pour les astronomes amateurs de sortir leurs télescopes et de capturer un moment cosmique vraiment étonnant et d'apporter une contribution majeure à une science importante. »

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Les images de la comète permettront à l'équipe de recherche d'enregistrer des données sur les conditions locales du vent solaire des éjectas spatiaux.

Si la queue se sépare de la comète ou semble se balancer, l’équipe peut déterminer qu’il y a une augmentation de l’activité du vent solaire à proximité.

La comète est visible dans notre ciel depuis le 14 février et le restera jusqu'à fin mars. La meilleure chance d’attraper la comète sera probablement jusqu’à lundi.

Ce n’est pas visible à l’œil nu.

Les astronomes auront besoin d'un petit télescope qu'ils pourront fixer à un appareil photo ou à un appareil photo doté d'un grand objectif pour photographier la comète, les meilleurs étant envoyés à la British Astronomical Society pour être archivés.

Si vous souhaitez simplement jeter un coup d’œil rapide au C/2021 S3 PanSTARRS, il sera plus facile à repérer dans les semaines à venir car il apparaît plus loin du Soleil et reste plus longtemps au-dessus de l’horizon dans le ciel nocturne.

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Citron vert : transformer la chaleur perdue en énergie

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Citron vert : transformer la chaleur perdue en énergie

Une nouvelle étude menée par des chercheurs de l'Université de Limerick a révélé un moyen durable de convertir efficacement la chaleur perdue en électricité à l'aide de produits ligneux irlandais.

Cette méthode réduit les coûts et l’impact environnemental.

L'étude pionnière, menée par des chercheurs de l'UL en collaboration avec des collègues de l'Université de Valence, a démontré un moyen de produire de l'électricité en utilisant la chaleur de faible qualité récupérée à partir de films dérivés de la lignine.

La lignine, souvent négligée, est un sous-produit durable dérivé du bois dans la production de papier et de pâte à papier.

L'étude montre que ces membranes peuvent convertir la chaleur perdue en électricité en tirant parti du mouvement des atomes chargés (ions) au sein du matériau.

Il s’agit d’une avancée majeure dans la mesure où des études antérieures ont uniquement démontré cette technologie en utilisant de la cellulose issue du bois naturel, et de nouvelles recherches de l’UL l’ont appliquée avec succès à la lignine issue des déchets de bois, contribuant ainsi à une économie plus circulaire et durable.

La chaleur de faible qualité fait référence à la chaleur perdue générée à des températures inférieures à 200°C. Dans les processus industriels, 66 % de la chaleur résiduelle entre dans cette catégorie, soulignant le potentiel de cette réalisation pour développer des applications durables de conversion de chaleur en électricité.

L'étude NXTGENWOOD, financée par le ministère de l'Agriculture, de l'Alimentation et de la Marine, a été publiée dans la revue Advanced Functional Materials.

« La faible chaleur provient de diverses sources telles que la chaleur résiduelle dans les industries, la perte de chaleur dans les systèmes d'isolation, les gradients thermiques des océans et la fermentation de la biomasse », a expliqué le professeur Maurice N. Collins, professeur de science des matériaux à l'école d'ingénierie de l'UL et chercheur principal à l'université. L'Institut Bernal qui a supervisé l'étude et la chaleur solaire.

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« Malgré son potentiel, l’utilisation d’énergie thermique de mauvaise qualité dans les applications de récupération d’énergie s’est avérée difficile en raison du manque de technologies rentables.

« Notre recherche explore l'utilisation de films thermiques ioniques fabriqués à partir de lignine, un sous-produit sous-utilisé dans l'industrie du papier et de la pâte à papier, offrant ainsi une solution durable », a-t-il déclaré.

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« Nous avons développé la première membrane à base de lignine pour la récupération de l'énergie thermique ionique », a expliqué l'auteur principal Muhammad Mudassar, doctorant chez NXTGENWOOD basé à l'Institut Bernal.

« Notre membrane est légère, facile à installer et biocompatible, ce qui la rend adaptée à diverses applications, notamment la récupération d'énergie thermique, la détection de température et les capteurs biomédicaux pour la surveillance de la santé. »

Les travaux du chercheur de l'UL sur le projet NXTGENWOOD s'inscrivent dans le cadre du Centre de recherche sur les matériaux avancés et la bio-ingénierie (AMBER) financé par l'Irish Science Consortium. Le projet est dédié au développement de nouvelles applications à valeur ajoutée pour le bois irlandais.

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