Stimuli-responsive magnetic coordination polymersfrom crystals to nanoparticles

Zusammenfassung

El trabajo descrito en esta tesis se enmarca en el ámbito de los polímeros de coordinación (PC). Estos sistemas representan un área importante dentro de la Química de los Materiales, siendo principalmente interesantes sus aplicaciones en catálisis, electrónica y óptica. Su origen data de principios de los años 60, donde se produjo la primera revisión de estructuras de compuestos inorgánicos que formaban cadenas.1 Los PC están formados por ligandos orgánicos y metales enlazados por enlaces de coordinación que se extienden infinitamente en 1, 2 o 3 dimensiones. En cuanto a su versatilidad química, las estructuras y propiedades varían en función de los metales o ligandos utilizados. Así pues, la variable naturaleza de los ligandos orgánicos junto con la diversidad de metales posibles dan lugar a un abundante número de potenciales topologías y arquitecturas que pueden ser ingeniadas mediante un diseño químico apropiado. Los PC dan lugar a redes regulares con una tremenda estabilidad química, aunque también pueden formar sólidos flexibles que responden a estímulos externos de interés. Uno de los hallazgos más interesantes dentro de este campo de los PC ha sido el hecho de constatar que muchos PC con estructuras flexibles presentan cierto dinamismo2 que está directamente relacionado con la flexibilidad del ligando3 o con la habilidad que poseen los centros metálicos de coordinación para aceptar/intercambiar moléculas coordinadas. Estos materiales dinámicos son capaces de desarrollar cambios estructurales de forma reversible, siendo excepcionalmente útiles para la preparación de sofisticados materiales multifuncionales con propiedades físicas modulables. Esto resulta de particular interés en materiales magnéticos, ya que sus propiedades físicas son extremadamente sensibles a pequeños cambios estructurales provocados por un estímulo externo. Los polímeros magnéticos de coordinación (PMC) son una clase de materiales magnéticos especialmente interesantes debido a sus potenciales aplicaciones en el desarrollo de materiales magnéticos de baja densidad, sensores magnéticos y materiales inteligentes o multifuncionales.4 El magnetismo tiene su origen en los portadores de espín, que son centros metálicos paramagnéticos o ligandos orgánicos radicales. Dependiendo del origen del acoplamiento entre estos portadores, podemos distinguir entre dos tipos diferentes de PMC: i) los PMC que presentan ordenamiento magnético; y ii) los PMC basados en complejos de transición de espín.