Iman Molekularrak: Informazio unitate txikienaren bila

Andoni Zabala-Lekuona

Gaur egungo gizarteak gero eta informazio gehiago gordetzeko beharra eta nahia du. Paperean inprimatutako liburuak, musika, posta, argazkiak, egunkariko artikuluak eta abar luze bat ordenagailuan egotera pasa dira orain, baina horretarako memoria, edo beste hitzetan, gigabyteak (GB) behar dira. Honen inguruan teknologia aurrera azkar baldin badoa ere (CDak, DVDak, pendriveak eta disko gogorrak sortu dira azken urteetan), 1993. urtean aurkikuntza esanguratsua eman zen Mn12-ac (manganesoan oinarritutako konposatua) molekula sortutakoan. Ikertzaileek ondorioztatu zuten informazio unitate primarioa (bit-a, hizkuntza bitarrean 1 edo 0-a) molekula bakar batean gorde zitekeela. Ondorioz, egungo informazio gordailuek duten potentziala izugarri areagotu litekeela ondorioztatu zen.

1. irudia: Mn12-ac konposatua, lehenengo iman molekularra. Biribil berde eta moreak manganeso (Mn) ioiak dira, gainontzekoak ozpinean dagoen azido azetikoaren deribatuak (azetatoak).

Mota honetako konposatuak Iman Molekularrak deitutako (SMM, Single Molecule Magnet) koordinazio konposatuak dira. Zentro metaliko bat edo gehiago dituzte eta hauei lotuta estekatzaile organikoak (adibidez, Mn12-ac molekulan azetatoa da estekatzailea, ozpinean dagoen azido azetikoaren deribatua). Material bereziak dira metalean dauden elektroiek informazioa gorde dezaketelako. Eremu magnetiko baten bidez elektroiak noranzko batean orientatuz hizkuntza bitarreko 1 zenbakiari dagokion informazioa gordetzen dute, kontrako noranzkoan orientatuz, ordea, 0 zenbakiari dagokiona. Gainerako material gehienek ez bezala, behin eremu magnetikoa kendu ostean elektroiek aurrez finkatutako noranzkoan orientatuta jarraitzen dute, berezitasun hori da informazioa gordetzeko ahalmena ematen duen ezaugarria.

Ikertzaileen lehenengo joera Mn12-ac itxurako kluster metalikoak ikertzea izan zen, hots, hainbat zentro metaliko dituzten molekulak. Horretarako, trantsizio metaletan oinarritutako konposatuak diseinatu ziren, besteak beste, manganeso eta burdin ioienak. Hala ere, emaitzak ez ziren espero bezain onak izan. Horren harira, 2003. urtean Ishikawaren ikerkuntza taldeak guztiz aldatu zuen ordu-arteko ikuspuntua, izan ere, lantanidoekin edo lur-arraroekin lan eginez propietate hobeak lor zitezkeela frogatu zuen. Horretaz gain, ikusi zen ez zela beharrezkoa klusterrak sortzea, zentro metaliko bakar bateko molekulak eraginkorrak izan baitaitezke.

Horrela, ikerkuntza talde asko lantanidoekin hasi ziren lanean. Pixkanaka materialen diseinurako bete beharreko pautak argitzen joan ziren, horretan Rinehart eta Longek zeresan handia izan zuten. Modelo sinple bat definitu zuten, non, disprosioaren (Dy) edo erbioaren (Er) antzeko lur-arraro bakoitzarentzat diseinu eraginkor bat proposatzen zuten. Disprosio edo antzekoak diren ioientzat, komenigarriena estekatzaileak Z ardatzean lotzea da, modu axialean. Erbioa bezalakoentzat, ordea, justu kontrakoa gertatzen da. Materialak portaera eraginkorra erakutsi dezan, estekatzaileek modu ekuatorialean edo XY planoan egon behar dute kokatuta.

2. irudia: Disprosiozko (Dy) eta erbiozko (Er) iman molekular eraginkorrak sintetizatzeko diseinu egokiak. Biribil handienak zentro metalikoak dira, gainontzekoak estekatzaile organikoak.

Urteen poderioz gero eta material eraginkorragoak ari dira agertzen, baina oraindik merkaturatze prozesutik urrun dago teknologia mota hau. Izan ere, informazioa gordetzeko ahalmena azaltzen badute ere, eraginkorrak izan daitezen erabili beharreko tenperaturak oso baxuak dira, -210°C inguru. Hala eta guztiz ere, Donostiako Kimika Fakultatetik hasita, mundu guztiko ikertzaileak dabiltza zientzia honen garapenean eta urte batzuen buruan izango dira oihartzuna izango duten aurrerapausoak.

Artikuluaren fitxa:
  • Aldizkaria: Ekaia
  • Zenbakia: Ekaia 35
  • Artikuluaren izena: Iman Molekularrak: Informazio unitate txikienaren bila.
  • Laburpena: Ahalik eta informazio gehien ahalik eta espazio murritzenean gordetzea gizartearen gaur egungo beharra eta nahia da, aldi berean. Zentzu honetan teknologia dezente aurreratua badago ere, 1993. urtean Mn12-ac koordinazio konposatua aurkitu zenean sekulako aurrerapausoa eman zen. Izan ere, Iman Molekular (SMM, Single Molecule Magnet) deituriko konposatu hauek informazio unitatea molekula bakar batera murriztea ahalbidetzen dute. Ondorioz, material hauekin sortutako gailuek askoz ere potentzial handiagoa izango lukete. Lan honetan 1993. urtetik gaur arte emandako aurrerapauso garrantzitsuenak laburbiltzen dira.
  • Egileak: Andoni Zabala-Lekuona.
  • Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua.
  • ISSN: 0214-9001
  • Orrialdeak: 85-99
  • DOI: 10.1387/ekaia.19692

————————————————–
Egileez:

Andoni Zabala-Lekuona UPV/EHUko Donostiako Kimika Zientzien Fakultateko Kimika Ez-organikoa sailekoa da.

———————————————–
Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

Eman iritzia

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>