Они опубликовали обзор, в котором сравнили и изучили более 200 азолкарбоксилатов лантанидов.
Доцент факультета химии ВШЭ Юрий Белоусов совместно с коллегами из МГУ им. М.В. Ломоносова, ФИАН им. П.Н. Лебедева и итальянскими учеными из университета Камерино впервые систематизировали разрозненную в литературе информацию в единый источник, который будет полезен для технологических разработок в области электроники, металлургии, радиомедицины, химической и ядерной промышленности.Лантаниды или лантаноиды, так называемые редкоземельные элементы, семейство из 15 химических элементов. Их выносят в отдельную строчку внизу таблицы Менделеева. Лантаниды — металлы, достаточно распространенные в природе, однако добыча лантаноидов затрудняется их рассеянностью в породах, и лишь немногие места на Земле могут похвастаться достаточной для разработки месторождений концентрацией. Кроме того, эти элементы очень сходны своими химическими свойствами, что затрудняет их разделение.
Сегодня лантаниды находят широкое применение в производстве электроники, магнитов, лазеров, оптического волокна, металлургии, химической и ядерной промышленности и других областях. Например, металлические лантаниды (прежде всего, неодим и самарий) входят в состав наиболее распространенных магнитов. Но и другие элементы, благодаря уникальным оптическим и люминесцентным свойствам в виде соединений применяются очень широко, от светодиодов и лазеров до радиомедицины, тонкого органического синтеза и даже защиты банкнот от подделок. Интересно, что для защиты купюр евро используются люминесцентные метки на основе лантанида — европия.
Предметом обширного мета-исследования стала особая группа соединений лантаноидов, содержащая азолкарбоновые кислоты. Азолы — углеродные кольца, состоящие из пяти элементов, содержащие в себе один или несколько атомов азота вместо атомов углерода.
Люминесцентные свойства ионов лантанидов обычно сложно использовать, так как эти ионы плохо поглощают свет. Но азолкарбоксилат-анионы могут выступать в качестве эффективной «антенны», отлично поглощая ультрафиолет и передавая энергию на ионы лантанидов и помогая им светиться всеми цветами, от голубого (соединения тулия), до зеленого (тербий), желтого (диспрозий), красного (европий) и даже инфракрасного (неодим, эрбий и иттербий).
Кроме того, азолкарбоксилаты лантанидов исследуются в качестве катализаторов, материалов для разделения и хранения газов и в некоторых других областях. Этому способствует то, что изученные лиганды и ионы лантанидов образуют уникальные структуры - каркасные металлорганические полимеры (МОКП или MOF, Metal Organic Frameworks).
«Столь огромное разнообразие структур, включающих в себя азоловые карбоксилаты лантаноидов, открывает удивительные возможности для создания новых материалов с фотолюминесцентными, сенсорными, магнитными и каталитическими свойствами, - считает доцент факультета химии ВШЭ Юрий Белоусов. - Для этого надо тщательно сравнить свойства и способы получения различных соединений. Мы сделали первый шаг в этом направлении - впервые систематизировали разрозненную в литературе информацию в единый источник, который будет полезен для технологических разработок».
Обзор опубликован в журнале Coordination Chemistry Reviews.