Ученые-химики разработали материал, на основе которого могут быть созданы особые высокоэффективные «ультракулеры».
Они позволят достигать температуры порядка нескольких милликельвинов, т.е. практически абсолютного нуля (напомним, 0 градусов по Кельвину – это -273 градуса по Цельсию; температура, при которой отсутствует какое-либо молекулярное движение).
Командой исследователей было получено соединение (ионный комплекс), состоящий из пяти атомов меди и четырех атомов гадолиния. Такая система обладает интересными магнитными свойствами, поскольку содержит множество неспаренных электронов в определенном спиновом состоянии. При размагничивании такого вещества его температура падает до сверхнизких значений (т.н. магнитокалорический эффект).
Однако в процессе работы над материалом ученым пришлось преодолеть серьезное затруднение. При непосредственном объединении ионов металлов в кластер материал утрачивал свойства ферромагентика. Необходимо было придумать некую «прокладку» между ионами, чтобы они, с одной стороны, находились вместе в едином комплексе, а, с другой стороны, не «контактировали» друг с другом и сохраняли свое индивидуальное электронное состояние. Для этого разработчики использовали органическую матрицу на основе алкоксида, в которую ионы были помещены, как изюминки в хлебную булку.
Как известно, булку можно резать на куски, при этом изюм будет оставаться в этих кусках. Аналогично новый молекулярный антифриз благодаря органической связующей матрице допускает определенную обработку.
Подобные молекулярные «ультрахолодильники», безусловно, найдут применение в фундаментальной области − физике сверхнизких температур, а также в технологии – при производстве магнитных холодильных устройств, обладающих целым рядом преимуществ по сравнению с обычными холодильными установками.