Ученые РАН выявили новый класс слоистых соединений редкоземельных элементов с аминокислотой глицином. Эти материалы имеют перспективы для использования в сенсорах, каталитических процессах и биомедицине.
Российские химики выявили новый класс слоистых соединений редкоземельных элементов, который может послужить основой для разработки сенсоров, катализаторов и биомедицинских материалов. Это открытие было сделано совместной группой исследователей из Института общей и неорганической химии имени Курнакова РАН, НИУ ВШЭ, МГУ имени Ломоносова и Дальневосточного федерального университета. Соединения возникают в результате взаимодействия оксидов редкоземельных металлов с растворами простой аминокислоты — глицина.
Результаты исследования опубликованы в журнале European Journal of Inorganic Chemistry. Ученые подчеркивают, что открытие расширяет базовые представления о химии редкоземельных элементов и открывает новые пути для создания функциональных материалов, используемых в биовизуализации, таргетной доставке лекарств, люминесцентных датчиках температуры и каталитических процессах.
Неожиданная реакция
Оксиды редкоземельных элементов, а также аминокислоты и их взаимодействия изучаются на протяжении многих лет, поэтому предполагалось, что их химические свойства хорошо известны. Тем не менее, эксперименты показали, что даже оксиды, подвергнутые высокой температуре, способны реагировать с глицином, формируя ранее неизвестные слоистые структуры — оксогидроксоглицинаты.
Дополнительные эксперименты продемонстрировали, что более крупные аминокислоты, такие как аланин или фенилаланин, в аналогичных условиях реакции не происходят. Это дало основание предположить топотактический механизм образования соединений, при котором сохраняется частичное пространственное расположение катионов исходных оксидов.
«Связующее звено» между известными материалами
Новые соединения по своим химическим характеристикам напоминают слоистые гидроксиды редкоземельных элементов, но сохраняют при этом черты оксидов. Это позволяет им стать промежуточным типом материалов с уникальными свойствами и расширенными возможностями модификации.
Редкоземельные элементы представляют собой группу из 17 металлов с близкими химическими свойствами, которые широко используются в электронике, катализе, оптоэлектронике и производстве мощных магнитов. Поэтому новые типы соединений редкоземов часто становятся основой для технологий будущего — от сенсоров до медицинских материалов.
В комментарии исследователи отметили, что полученные соединения оказались необычными не только по своей структуре, но и по методу синтеза: глицин способен разрушать кристаллическую структуру оксидов редкоземельных элементов даже после сильного нагрева, создавая новые слоистые материалы.
О разработке российского сверхчувствительного термометра на основе редкоземельного элемента европия читайте в материале Hi-Tech Mail.
Фото: hi-tech.mail.ru
