Совет при Президенте РФ по науке и образованию проводит приём документов на соискание премии Президента в области науки и инноваций для молодых учёных за 2026 год.
Премия Президента Российской Федерации присуждается:
за результаты научных исследований, внесших значительный вклад в развитие естественных, технических и гуманитарных наук;
за разработку образцов новой техники и прогрессивных технологий, обеспечивающих инновационное развитие экономики и социальной сферы, а также укрепление обороноспособности страны.
Возраст лица, выдвигаемого на соискание премии Президента Российской Федерации, не должен превышать 35 лет на дату его выдвижения. Премия Президента Российской Федерации может присуждаться как одному молодому ученому, так и коллективу молодых ученых, состоящему не более чем из трех человек.
Перовскитные солнечные батареи на основе йодоплюмбата формамидиния (FAPbI₃) считаются одними из самых перспективных благодаря своей высокой эффективности, сопоставимой с характеристиками лучших образцов на основе кристаллического кремния. Однако у них есть «ахиллесова пята» — фазовая нестабильность. При комнатной температуре идеальная фотоактивная α-фаза материала стремится превратиться в «балластную» гексагональную δ-фазу, которая не генерирует ток. Международная группа исследователей ученых из Китая, России и Южной Кореи (отечественные исследователи представлены ФИЦ ПХФ и МХ РАН) нашла элегантное решение, предложив концепцию «энтропийного молекулярного замка». Результаты работы опубликованы в журнале Science.
Химические структуры, рассматриваемые в статье
Проблема FAPbI₃ кроется в его хрупкой структуре. Ионы формиамидиния (FA⁺) слабо связаны с неорганическим каркасом из октаэдров [PbI₆]⁴⁻. При нагреве или воздействии влаги ионы начинают смещаться, энтропия (мера беспорядка) системы растет, что и провоцирует нежелательный фазовый переход. Традиционные методы легирования часто лишь отсрочивают проблему, создавая неоднородности, которые в итоге разрушают ячейку.
Авторы статьи предложили кардинально иной подход — не менять состав, а «запереть» структуру извне. В роли своеобразного молекулярного замка выступило органическое соединение 1-пиридин-3-илметил-пиперазиния гидрохлорид (3-ПМПХ). Эта молекула обладает важными свойствами: она относительно гибкая, эпитаксиально соответствует кристаллической решетке FAPbI3 и имеет два стерически доступных хелатирующих активных центра. Такие молекулы (пиколилзамещенные пиперазины)в качестве модификаторов перовскитных плёнок были предложены и запатентованы коллективом из ФИЦ ПХФ и МХ РАН под руководством академика С. М. Алдошина и П. А. Трошина в 2020 году, а в рамках международного сотрудничества с использованием этих материалов удалось получить рекордные характеристики в перовскитных солнечных батареях, представленные в статье в Science.
Как работает «замок»
С помощью компьютерного моделирования и экспериментальных методов ученые показали, что молекулы 3-ПМПХ концентрируются на границах зерен перовскитной пленки и прочно связываются с ионами свинца (Pb²⁺). Это создает эффект «сшивки»: подвижная решетка теряет способность к опасным деформациям. Результат превзошел ожидания: материал стал в разы устойчивее к перегреву, влаге и воздействию света.
Но главное открытие заключается в изменении энтропии системы. Вопреки ожиданиям, «замок» не заблокировал движение ионов FA⁺ полностью, а, наоборот, упорядочил их вращение. Это увеличило «полезную» вращательную энтропию катионов, одновременно подавив вредную энтропию, связанную с хаотичными колебаниями ионов в решетке. Такое «энтропийное перепрограммирование» резко повысило энергетический барьер фазового перехода, сделав нужную для фотовольтаики α-фазу кинетически стабильная.
Рекордная эффективность и цена стабильности
Практическая отдача от новой технологии оказалась впечатляющей. В лабораторных условиях солнечные элементы на основе FAPbI₃ с «молекулярным замком» достигли сертифицированной эффективности в 27,6 % (для чисто формиамидиниевой системы) и 27,4 % (для системы с добавлением ионов цезия), что является мировым рекордом на сегодняшний день.
При этом устройства продемонстрировали выдающуюся эксплуатационную стабильность. В стандартном тесте на долговечность при 85 °C и влажности 85 % элементы сохранили 95,7 % начальной производительности в течение 1150 часов. Созданные пленки не содержали примесей «балластной» δ-фазы спустя 860 часов экспозиции при комнатной температуре в атмосфере азота, 200 часах термического старения при 85 градусах цельсия и оставались неизменными при 40 днях экспозиции на открытом воздухе.
Однако у медали есть и обратная сторона. Рекордная эффективность в 27,6 % была достигнута с использованием традиционного серебряного электрода, который сам по себе нестабилен. При длительной работе при 85 °C такие устройства деградировали. Чтобы решить эту проблему, исследователи заменили серебро на висмутовый электрод. Эффективность при этом незначительно снизилась (до 26,8 %), зато стабильность стала эталонной: после 1011 часов непрерывной работы при высокой температуре и освещении, эквивалентном стандартному солнечному, батарея сохранила 93,0 % исходной мощности.
Взгляд в будущее
Разработанная стратегия открывает путь к созданию перовскитных солнечных панелей с реальными перспективами практического внедрения. Вместо борьбы с неизбежной энтропией ученые научились управлять ею с помощью интеллектуального молекулярного дизайна. Как отмечают авторы работы, дальнейшие усилия будут направлены на совмещение рекордной эффективности с еще более высокой эксплуатационной стабильностью. Но уже сейчас ясно: «молекулярный энтропийный замок» 3-ПМПХ становится ключом к следующему поколению высокоэффективной и долговечной первоскитной солнечной энергетики.
Химикам из России и Японии впервые удалось получить и изучить дианионный комплекс фуллерена с карбонилом железа — молекулу, похожую на футбольный мяч с двумя железными «пауками» на поверхности. Главная неожиданность ждала их внутри: у этого соединения есть два возможных спиновых состояния, и переход между синглетом и триплетом происходит при нагревании.
Исследователи из Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии РАН под руководством Д.В. Конарева, работая в коллаборации с коллегами из Института общей и неорганической химии имени Н.С. Курнакова РАН и Киотского университета, использовали синтетический подход. Вместо прямого восстановления C₆₀ они применили сильный восстановитель — цезиевую соль реактива Коллмана, что позволило получить долгожданные кристаллы сверхчувствительного к кислороду соединения. Работа опубликована в журнале Inorganic Chemistry (ACS Publications) (IF=4.7).
С помощью синхротронного излучения исследователи «заглянули» внутрь кристаллической структуры и увидели, как два атома железа, каждый в окружении трёх карбонильных групп, «сели» на две соседние связи одного шестиугольника C₆₀. Расстояние между атомами железа оказалось крайне малым (всего 2.87 ангстрема), что указывает на возникновение слабой связи Fe–Fe, а сама структура оказалась асимметричной — почти вся спиновая плотность сосредоточена лишь на одном из двух атомов железа.
Метод электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) показал, что при температуре ниже –193 °C (80 К) комплекс ведёт себя как диамагнетик (синглет, полный спин S=0). Однако при повышении температуры в спектрах появляется широкий сигнал, интенсивность которого быстро растёт, что означает переход части молекул в возбуждённое парамагнитное триплетное состояние (S=1), в котором два электрона оказываются неспаренными.
Энергетическая щель между двумя состояниями составила всего 508 К в температурных единицах, поэтому уже при комнатной температуре около 12 % молекул находятся в магнитной форме. Квантово-химические расчёты показали, что при переходе в триплет электронная плотность перетекает именно на фуллереновый каркас, а ключевую роль в уменьшении энергетической щели играют объёмные противоионы TBA⁺ — их электростатическое влияние может сокращать щель почти на треть.
Премия Президента Российской Федерации присуждается:
за результаты научных исследований, внесших значительный вклад в развитие естественных, технических и гуманитарных наук;
за разработку образцов новой техники и прогрессивных технологий, обеспечивающих инновационное развитие экономики и социальной сферы, а также укрепление обороноспособности страны.
На соискание премии Президента Российской Федерации могут выдвигаться научные работники, научно-педагогические работники образовательных организаций высшего образования, аспиранты и докторанты, а также специалисты различных отраслей экономики, социальной сферы, оборонной промышленности, чей вклад в развитие отечественной науки и в инновационную деятельность соответствует установленным критериям.
Возраст лица, выдвигаемого на соискание премии Президента Российской Федерации, не должен превышать 35 лет на дату его выдвижения. Премия Президента Российской Федерации может присуждаться как одному молодому ученому, так и коллективу молодых ученых, состоящему не более чем из трех человек.
Ученые синтезировали новый комплекс железа с органическими молекулами, способный длительное время высвобождать оксид азота в организме. Оксид азота поддерживает здоровье сердечно-сосудистой системы, а недостаток этого вещества приводит к гипертонии, болезням сердца и спазму сосудов. Поэтому разработка может лечь в основу препаратов для лечения заболеваний, вызванных низким уровнем оксида азота в крови. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в Journal of Inorganic Biochemistry.
Обсуждение экспериментальных данныхРазработка прототипов лекарственных формРазработка прототипов лекарственных форм. Разработка прототипов лекарственных форм. Синтез нитрозильных комплексов железа и исследование их строения
ФОТО: Покидова О.
Оксид азота играет важную роль в работе сердечно-сосудистой системы: он помогает расслаблять стенки сосудов и тем самым избегать повышенного давления. Кроме того, эта молекула препятствует образованию тромбов. Но в ряде случаев синтез оксида азота в организме нарушается, и недостаток этого вещества приводит к гипертонии, сердечной недостаточности и другим болезням. В этих случаях врачи используют препараты, которые искусственно восполняют недостаток оксида азота, например, нитроглицерин. Однако существующие лекарства вызывают побочные эффекты, развитие толерантности (привыкание) и действуют непродолжительно, из-за чего больным нужно регулярно принимать таблетки. Поэтому ученые ищут более безопасные соединения с длительным действием.
Ученые из Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии РАН (Черноголовка) синтезировали три комплекса железа, которые содержат реакционные группы оксида азота, способные высвобождаться в организме без дополнительной активации. Новые молекулы отличались друг от друга удаленностью фенильного цикла (кольца из атомов углерода) от железосерного остова.
Авторы исследовали свойства полученных комплексов и выяснили, что они начинают выделять оксид азота сразу после растворения, однако делают это постепенно. Наиболее медленный распад — в течение нескольких дней — наблюдался при использовании соединения с самой длинной углеродной цепочкой между железным центром и фенильным кольцом.
«Такое строение замедляло распад молекулы: комплекс постепенно выделял оксид азота, а образующиеся промежуточные соединения оставались стабильными в растворе в течение длительного времени», — поясняет руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Олеся Покидова, кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии РАН.
Эксперименты с культурами клеток показали, что комплекс с самым долгим распадом оказался к тому же наиболее безопасным. Он не снижал жизнеспособность клеток в количествах, превышающих концентрации двух других соединений в 4 и 1,13 раза соответственно. Поэтому он потенциально может лечь в основу лекарств-доноров оксида азота с более длительным действием, чем у существующих препаратов.
«В дальнейшем мы планируем исследовать полученные соединения на экспериментальных животных. Кроме того, будем продолжать разрабатывать и изучать свойства, в том числе биологическую активность и скорость высвобождения оксида азота из других соединений данного ряда, содержащих галогеновые заместители в фенильном кольце», — рассказывает Олеся Покидова.
В журнале Nature Energy (импакт-фактор 60,1) вышла аналитическая статья международного коллектива исследователей, посвящённая вопросу долговременной стабильности материалов для перовскитных солнечных элементов.
Исследование объединило усилия специалистов из трёх научных центров: Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии РАН (Черноголовка, Россия), Физического факультета Гонконгского университета (Китай) и хорватского Института Руджера Бошковича (Загреб).
В мире возобновляемой энергетики перовскитные солнечные элементы уже несколько лет удерживают статус многообещающей технологии. Лабораторные образцы демонстрируют КПД, сопоставимый с традиционными кремниевыми аналогами, а процесс их изготовления потенциально дешевле и менее энергозатратен. Однако между впечатляющими цифрами в научных отчётах и реальным применением на крышах домов или в промышленных масштабах лежит серьёзное препятствие — долговременная стабильность.
Перовскиты — сложные кристаллические структуры на основе галогенидов свинца — проявляют высокую чувствительность к внешним воздействиям. При работе солнечного элемента, когда на материал одновременно действуют свет и электрическое поле, в нём запускаются фото- и электрохимические окислительно-восстановительные реакции. Долгое время основное внимание исследователей было сосредоточено на окислении йодид-анионов — одного из ключевых компонентов перовскита. Однако авторы данного исследвания акцентируют внимание на другом, не менее важном аспекте: необратимых превращениях органических катионов, входящих в кристаллическую решётку.
Эти процессы, как показывают авторы, не просто сопровождают деградацию — они часто становятся её движущей силой. Окисление или восстановление органических фрагментов ведёт к нарушению структурной целостности: начинается сегрегация галогенидов, ускоряется миграция ионов, и в конечном счёте материал теряет свои фотоэлектрические свойства. Устройство перестаёт работать не из-за одного «критического» фактора, а в результате цепочки взаимосвязанных химических превращений.
Публикация опирается на результаты, полученные более десяти лет назад в ФИЦ ПХФ и МХ РАН, когда впервые под руководством заведующего отделом кинетики и катализа, ведущего научного сотрудника ФИЦ ПХФ и МХ РАН, П.А. Трошина были детально описаны механизмы деградации комплексных галогенидов свинца под действием света и электрического поля. Эти ранние работы заложили основу для понимания того, почему перовскитные элементы со временем теряют эффективность. Теперь, обладая более полной картиной, исследователи смогли систематизировать возможные пути окисления и восстановления органических катионов и предложить конкретные стратегии борьбы с нежелательными реакциями.
Среди таких подходов — целенаправленный молекулярный дизайн органических компонентов, введение стабилизирующих добавок на этапе синтеза, а также оптимизация архитектуры самого солнечного элемента. По мнению авторов, комбинация этих методов способна приблизить технологию к тому уровню надёжности, который необходим для коммерческого внедрения.
Исследователи из Московского центра перспективных исследований, НИТУ МИСИС и ФИЦ проблем химической физики и медицинской химии РАН сравнили два способа приготовления дисперсий перфторированных сульфокислотных иономеров — Nafion и Aquivion, которые используют для получения протон-проводящих мембран и иономерных слоёв в водородных топливных элементах и электролизерах. Оказалось, что альтернативный метод получения этих важных субстанций может сократить время производства мембран приблизительно на порядок при сохранении или даже улучшении качества материала. Статья опубликована в журнале Membranes.
Nafion и Aquivion — два самых распространённых типа PFSAI, перфторированных сульфокислотных иономеров (полимеров, содержащих ионные группы), которые применяются для создания мембран водородных топливных элементов или современных электролизеров. Однако из-за большого количества атомов фтора такие полимеры трудно образуют истинные растворы, поэтому для производства мембран используют дисперсии этих иономеров: коллоидные растворы, содержащие мельчайшие частицы вещества.
Из дисперсии материал наносят на подложку, высушивают и затем превращают в мембрану или тонкую плёнку. От того, в каком состоянии иономер находится в этой жидкой системе, зависят структура, однородность и свойства конечного материала.
Основной задачей новой работы стало сравнение традиционного автоклавного метода подготовки таких дисперсий с новым подходом — обработкой в гомогенизаторе высокого давления. Автоклавирование давно применяется для получения коммерческих дисперсий PFSAI, но требует большого количества времени, работы при повышенной температуре и давлениях, а также дополнительных стадий концентрирования.
В работе сравнили классический автоклавный метод и более новый подход с использованием гомогенизатора высокого давления (HPH). Автоклавный способ требует нагрева, повышенного давления и нескольких стадий обработки, включая концентрирование дисперсии. В сумме это занимает несколько часов. Новый метод основан на том, что суспензию полимера пропускают через узкий канал под очень высоким давлением — 100 МПа.
За счёт этого крупные агрегаты разрушаются, а система становится более однородной. На практике такой подход оказался примерно в 10 раз быстрее: если автоклавная схема вместе с дополнительными стадиями занимает более 10 часов, то HPH-подготовка занимает около 1 часа плюс примерно 0,5 часа на очистку. Кроме того, новый метод позволяет сразу получать более концентрированные дисперсии — до 16 массовых процентов, тогда как автоклавный обычно стартует с 1–2%, после чего раствор приходится дополнительно упаривать (что занимает дополнительное время).
Авторы также изучили размеры частиц в получившихся дисперсиях. Их измеряли методом динамического светорассеяния — это способ оценить, насколько крупные агрегаты полимера взвешены в растворителе. Для Nafion разница между методами получения дисперсий оказалась небольшой: в коммерческой автоклавной дисперсии средний гидродинамический радиус агрегатов составил в среднем 316 нм, а в дисперсии, приготовленной через HPH, — 412 нм. Ещё один похожий образец, HyProof-HPH, показал 362 нм. То есть в пределах погрешности измерения размеры оказались сопоставимыми: новый метод не ухудшил диспергирование.
Для Aquivion результаты оказались ещё лучше. В коммерческой дисперсии средний гидродинамический радиус составлял 514 нм, а после обработки в гомогенизаторе высокого давления снижался до 248 нм. Проще говоря, агрегаты становились примерно в два раза меньше — с примерно 0,5 микрометра до 0,25 микрометра. Это говорит о том, что для Aquivion новый метод оказался даже эффективнее традиционного. Авторы связывают это с особенностями самого полимера: у Aquivion более короткие боковые цепи и иная внутренняя организация, поэтому он по-другому ведёт себя в водно-спиртовой среде.
Авторы также проверили, насколько устойчивыми получаются такие дисперсии. Для этого они измеряли ζ-потенциал — параметр, который показывает, склонны ли частицы слипаться и выпадать в осадок. У всех образцов он находился в диапазоне от −23 до −42 мВ, а это соответствует достаточно стабильным коллоидным системам. Иными словами, дисперсии, полученные новым способом, не теряют устойчивости.
Ещё один важный параметр полученной системы — вязкость, то есть насколько «густой» получается жидкость. Если вязкость слишком велика или слишком мала, это может мешать нанесению плёнки для получения итоговой мембраны. В диапазоне концентраций 0,25–1,0 массовых процентов различия между двумя способами оказались небольшими. Для Aquivion после HPH вязкость выросла всего на 7–8 %, а для Nafion значения были практически одинаковыми. Это означает, что новый метод не меняет принципиально реологические свойства дисперсий и они остаются пригодными для дальнейшего применения.
Однако самое важное происходит после того, как из дисперсии формируют плёнку. Исследователи отливали тонкие плёнки и изучали их с помощью сканирующей электронной микроскопии и атомно-силовой микроскопии. Сразу после высыхания плёнки из HPH-дисперсий были чуть более неоднородными по поверхности, чем плёнки из коммерческих автоклавных дисперсий. Это означает, что структура полимера после быстрого диспергирования сначала распределяется менее равномерно. После отжига — нагрева плёнки выше температуры размягчения полимера — различия исчезали. Для Nafion использовали отжиг при 130 °C в течение 3 часов, после чего плёнки становились однородными. Для Aquivion наблюдался тот же эффект при нагреве выше его температуры размягчения.
Иначе говоря, первоначальная неоднородность не является критической: термообработка позволяет полимеру перестроиться и сформировать качественную структуру.
Главный итог работы в том, что гомогенизатор высокого давления может стать реальной альтернативой автоклавному способу приготовления дисперсий PFSAI. Он работает примерно в 10 раз быстрее, позволяет сразу получать концентрации до 16 %, даёт сопоставимые по стабильности и вязкости дисперсии, а для Aquivion даже уменьшает размер агрегатов с 514 до 248 нм. При этом плёнки из таких дисперсий после отжига становятся такими же однородными, как и материалы из коммерческих автоклавных систем. Эта работа важна не только как технологическое сравнение двух методов. Она показывает, что свойства будущей мембраны формируются уже на стадии жидкой дисперсии. Значит, управляя размером полимерных агрегатов, устойчивостью коллоида и условиями последующей термообработки, можно точнее настраивать свойства мембран для водородной энергетики.
Российская академия наук приглашает учёных и научные коллективы к участию в конкурсе на соискание премии «За выдающиеся научные достижения» в 2027 году. Размер премии составляет 3 миллиона рублей. Приём документов открыт до 1 октября 2026 года.
Номинации: Математика, физика, химия, биология, науки о Земле, гуманитарные науки, сельхознауки, медицина.
Кто выдвигает: Только академики РАН, члены-корры, Учёные советы (самовыдвижение запрещено).
Куда нести: Москва, Ленинский пр-т, 14, корп. 2 (Секретариат президиума РАН).
Справки: 499 237-69-64 (доб. 2938).
Премия учреждена Российской академией наук в целях стимулирования развития фундаментальных и прикладных научных исследований, а также поощрения учёных и научных коллективов за выдающийся вклад в развитие отечественной и мировой науки. Премия РАН является одной из высших форм признания заслуг учёных, присуждается ежегодно и вручается ко Дню российской науки — 8 февраля.
Металлогидридный аккумулятор водорода на основе сплавов титана с железом, представленный кандидатом химических наук Артемом Арбузовым, позволяет в 10 раз снизить рабочее давление и в три раза увеличить объем хранимого газа по сравнению с традиционными баллонами.
Телеграм-канал «Изобретатель года» опубликовал видео-зарисовку, посвященную разработке сотрудников Лаборатории металлогидридных энерготехнологий Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии РАН (ФИЦ ПХФ и МХ РАН). Артем Арбузов, ученый, ставший призером конкурса 2025 года в направлении «Новые материалы и химия», рассказывает об альтернативе классическим водородным баллонам, работающим под давлением до 150 атмосфер, — технологию, которая делает хранение водорода более безопасным, экономичным и эффективным.
Принцип работы В основе разработки — металлогидридный аккумулятор на основе сплавов титана и железа. Внутри литрового баллона размещено 3 килограмма специального материала – композита на основе сплава TiFe с металл-графеновым катализатором, который «впитывает» водород, подобно губке. Благодаря этому удалось снизить рабочее давление в 10 раз — с 150 до 15 атмосфер. При этом в том же объеме вместо 150 литров водорода теперь помещается до 500 литров.
Преимущества разработки Безопасность — низкое рабочее давление (всего 15 атмосфер) исключает риски, связанные с эксплуатацией традиционных баллонов высокого давления.
Экономичность — использование доступных сплавов титана и железа снижает стоимость системы хранения.
Эффективность — объемная плотность хранения водорода увеличивается в три раза по сравнению с классическими баллонами.
Данная работа получила бронзовую медаль XXIX Московского международного салона изобретений и инновационных технологий «Архимед» 2026г.
Исследователи из отдела строения вещества Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии РАН (Черноголовка) синтезировали и детально изучили три новых координационных соединения марганца(III). Внешне и структурно эти комплексы почти идентичны, однако их магнитные свойства при изменении температуры оказались кардинально различными. Секрет кроется в выборе атомов галогенов (фтора, хлора, брома или йода) и их положении в органическом лиганде. Результаты опубликованы в авторитетном журнале Dalton Transactions.
Явление спинового кроссовера — способности некоторых комплексов переходных металлов обратимо переключаться между высокоспиновым и низкоспиновым состояниями под действием температуры, давления или света — рассматривается как основа для создания молекулярных сенсоров, элементов памяти и переключателей. Одним из ключевых вызовов на пути к практическому применению таких материалов является возможность тонкого управления температурами перехода. Исследование показало, что даже минимальные изменения в строении лиганда — замена одного атома галогена на другой или их взаимная перестановка — могут принципиально изменить магнитное поведение кристалла.
Авторы синтезировали три соединения с общей формулой [Mn(3,5-X,Y-sal₂323)]BPh₄, отличающиеся только набором галогеновых заместителей (Br и F, Cl и Br, два I) в фенольных кольцах лиганда. С помощью рентгеноструктурного анализа и магнитометрии они установили, что, несмотря на высокое структурное сходство, каждое из трёх веществ демонстрирует уникальный сценарий.
Комплекс с заместителями Br и F показал постепенный и неполный спиновый переход. При низких температурах ионы марганца находятся в низкоспиновом состоянии (S=1), но по мере нагревания лишь часть из них переходит в высокоспиновое (S=2), и переход не завершается даже при 350 К. Причина — особенности кристаллической упаковки: «растянутые» цепочки водородных связей и дополнительные контакты между атомами брома и фенильными кольцами противоиона препятствуют необходимой структурной перестройке.
Комплекс с заместителями Cl и Br продемонстрировал два структурных фазовых перехода, один из которых (при 133 К) представляет собой скачкообразный спиновый кроссовер. В этой точке часть молекул переходит в низкоспиновое состояние, тогда как другая часть остаётся высокоспиновой. Интересно, что у ранее изученного изомерного соединения (с переставленными Br и Cl) аналогичный переход происходит при 83–85 К. Сдвиг температуры на 50 К авторы объясняют различиями в энергиях межмолекулярных контактов C–H⋯Hal, которые определяются положением хлора и брома в кольце.
Комплекс с двумя атомами йода оказался полностью инертным к изменению температуры: во всем диапазоне 2—300 К ион марганца(III) стабильно сохраняет высокоспиновое состояние (S=2). В кристаллической структуре этого соединения нарушена привычная для таких систем цепочка водородных связей, а объёмные атомы йода образуют множество сокращённых межмолекулярных контактов с соседними фрагментами, что «замораживает» структуру и блокирует спиновый переход.
«Наше исследование наглядно демонстрирует, что спиновое состояние и температура перехода определяются не только внутримолекулярными параметрами, но и тонкой организацией кристаллической упаковки, — прокомментировал один из авторов работы, ведущий научный сотрудник кандидат химических наук Денис Корчагин. — Изменяя атомы галогенов в лиганде, мы можем направленно влиять на систему слабых межмолекулярных взаимодействий — водородных связей, контактов галоген–π-система — и тем самым управлять кооперативностью спинового перехода. Полученные результаты открывают путь к целенаправленному дизайну материалов с заданными температурами переключения».
office@icp.ac.ru
+7 496 522-51-64
