В рамках исследования гибридных металлоорганических материалов учёные разработали новый полимер, сочетающий самовосстановление и люминесценцию. Работа направлена на расширение возможностей создания «умных» материалов с программируемыми свойствами.

В журнале Inorganica Chimica Acta опубликована работа группы российских ученых из ФИЦ ПХФ и МХ РАН и ЮФУ, посвященная синтезу и исследованию необычного цинксодержащего мономера на основе акрилата цинка(II) и 4′-фенил-2,2′:6′,2″-терпиридина (PhTpy). Этот комплекс интересен как потенциальный компонент самовосстанавливающихся полимеров, чья «умная» структура способна восстанавливать целостность материала при повреждениях

Кристаллическая структура и люминесценция

Соединение состоит из двух типов цинковых комплексов и сольватной молекулы воды. Ион цинка координирован тремя атомами азота терпиридина, а также атомами кислорода акрилат-аниона и хлорид-анионом. Благодаря обширной сети слабых межмолекулярных взаимодействий кристаллическая структура соединения обеспечивает механическую стабильность. Интересно, что комплекс  благодаря особенностям электронного строения терпиридиновых фрагментов обладает люминесцентными свойствами, что можно использовать для визуального контроля целостности материала.

Термическая стабильность и полимеризация

Используя методы термического анализа (ТГА, ДСК), авторы выяснили, что комплекс стабилен до 150°C и  при нагревании обладает способностью к термической полимеризации акрилатных групп. Авторы исследования рассчитали энергию активации процесса двумя независимыми методами, что подтвердило надежность полученных данных. Такие параметры помогут оптимизировать условия создания полимеров на основе этого комплекса.

Необходимо отметить следующие моменты выполненного исследования

• Самовосстановление + люминесценция — материал не только «ремонтирует» себя, но и сигнализирует о повреждениях благодаря люминесценции
• Универсальность синтеза: метод сочетает доступные компоненты (акриловая кислота, терпиридин) и стандартные химические подходы.
• Структура: впервые описано кристаллическое строение такого типа комплексов, что расширяет понимание координационной химии цинка с рассматриваемыми лигандами.

Исследование демонстрирует, как комбинация координационных и нековалентных взаимодействий в гибридных металлоорганических соединениях позволяет создавать материалы с «запрограммированным» поведением. Авторы подчеркивают, что их подход к синтезу мономеров с двойной функциональностью (люминесценция + самовосстановление) может лечь в основу новых функциональных материалов, применяемых в сенсорах, самовосстанавливающихся покрытиях и умных полимерах

Работа выполнена научными сотрудниками ФИЦ ПХФ и МХ РАН: Роза Баймуратова, Евгений Сорин, Александр Аккуратов, Гульжиан Джардималиева (ОПиКМ), Денис Корчагин, Лаврентий Гуцев, Геннадий Шилов (ОСВ)

В исследовании принимали участие коллеги из Южного федерального университета (ЮФУ, г. Ростов-на-Дону)

Rose K Baimuratova, Evgeny S Sorin, Denis V Korchagin, Lavrenty G Gutsev, Gennadii V Shilov, Vladimir A. Zhinzhilo, Igor E Uflyand, Alexander V Akkuratov, Gulzhian I. Dzhardimalieva // Crystal structure, thermal and luminescent properties of the complex of zinc(II) acrylate and 4′-phenyl-2,2′:6′,2″-terpyridine // Inorganica Chimica Acta, V. 581, 122649, Q-2, БС2, IF=2.7   

https://doi.org/10.1016/j.ica.2025.122649