レアアースは、その特殊な特性から、多くのハイテク製品の構成要素となっています。カールスルーエ工科大学（KIT）の科学者たちは、これらの元素の新たな可能性に取り組んでいます。研究チームは、希土類を用いたいわゆるサンドイッチ複合体を製造しており、将来的には、より強力な記憶媒体やディスプレイのための新しい分子材料としての役割を果たす可能性がある。ドイツ研究財団（DFG）は、ラインハルト・コゼレックのプロジェクトとして50万ユーロの資金提供を受けて先駆的な研究を行っています。
サンドイッチ複合体とは、その性質がまだほとんどわかっていない化学分子のことです。化合物は、単一の金属原子が「クランプ」された2つの環構造から構成されています。簡単に言うと、コンプレックスは小さなサンドイッチのように見えます。この分子が将来の材料の革新的な基盤として適しているかどうかを調べるために、無機化学研究所（AOC）の無機機能材料部門の責任者であるピーター・ルースキー教授と彼のチームは、研究室でサンドイッチ複合体のさまざまなバリエーションを生産している。科学者たちは、化合物の中間にある金属原子として、希土類元素群とは異なる元素を使用しています。また、実験分子は、その環構造の性質も異なります。このように、環は炭素と他の元素の可変割合で構成されています。研究者たちは、さまざまなリングサイズの実験を行っている。このプロジェクトでは、リングの大きさや性質を系統的に変化させ、構造効果の原理を生み出すことを目指しています。"私たちは、サンドイッチ複合体の構造が物性に与える影響を調べています "とロースキー氏は説明する。"特に分子の磁性と発光を研究しています"
これまでは、ハイテク製品に使用される固体材料にレアアースが組み込まれるのが一般的でした。要素は、例えば、LEDライト、携帯電話のディスプレイ、風力タービンの磁石などに見られる。彼が計画している希土類を含む分子化合物の製造では、これまで応用ではほとんど考えられてこなかったアプローチを追求しています。
理想的には、特に小さな磁石のように振る舞う分子を手に入れることができます。このような化合物は、一分子磁石としても知られています。ある日、例えば、これらの新規な複合体を使用して、同じ物理的サイズでも記憶容量が大幅に増加した記憶媒体を製造することができるかもしれません。ロースキー氏らは、すでに蛍光物質に使われている希土類元素を使った実験も行っている。これらの要素を含むサンドイッチ複合体は、後に、例えば最適化されたディスプレイを製造するために使用することができる。"私たちのプロジェクトは、これらの新しい物質の基本的な理解を作成するのに役立ちます」とロースキーは説明しています。
ハイリスク研究への特別助成
科学者たちは、プロジェクトの新しい研究領域の最初の段階にいるので、成功が保証されているわけではありません。ラインハルト・コゼレックプロジェクトを通じて、DFGはこのようなリスクの高いプロジェクトに対して資金を提供しており、それにより、確立された研究者に革新的なアイデアを実行する機会を与えています。すべての科目を横断して、2019年にドイツで行われたラインハルト・コゼレックのプロジェクトに資金を提供したのは、そのうちの8つだけでした。この資金援助を得ることに成功した最初のKIT科学者がRoeskyです。5年間の期間を想定して設計された資金は、自由に使うことができます。
www.kit.edu