Metalpolimerler Şimdi Değiştirilebilir Karakterlere Sahip
Poli Nikelosen, kararlı bir durumdan dinamik bir duruma geçebilen ilk metalosen esaslı polimeridir.
Stephen K. Ritter
Metal bazlı polimerler, kendilerini oksidasyon üzerinde şekil değiştiren jel veya “kendi kendine iyileşen” malzemeler gibi uygulamalar için uygun hale getiren eşsiz özelliklere sahiptir. Bu özelliklerin bazıları metal iyonları ile metalopolimerlerin ligandları arasındaki bağdan kaynaklanmaktadır. Etkileşimler (normalde) iki uç noktadan birini içerir: polimerlerin kararlı olduğu veya kararsız koordinasyon bağlanmasının söz konusu olduğu kalıcı kovalent bağlarda, polimerlerin özellikleri çözücü, ısı veya ışık ile kolaylıkla manipüle edilebilir.
Bristol Üniversitesi’nden Rebecca A. Musgrave, Ian Manners ve meslektaşları, moleküllerin kararlı ve dinamik durumlar arasında geçiş yapabileceklerini gösteren, metalosen temelli polimerler için yeni bir özellik geliştirdiler. Bu yetenek, uyarıcı-tepki malzemeleri için yeni uygulamalara vesile olabilir ve metal polimerlerin işlenmesini-geri dönüştürülmesini kolaylaştırabilir.
İmza sandviç yapılarındaki güçlü demir-siklopentadienil kovalent bağları nedeniyle ferrosenil silan gibi metalosen birimlerinden oluşan polimerler stabil kategoriye girer; polimerler, polietilen ve polistiren ile dayanıklılık bakımından karşılaştırılabilir niteliktedir. Öte yandan, çinko koordinasyon kompleksleri içeren polimerler, kararsız metal-ligand bağlarına sahiptir mesela ışığa maruz bırakıldığında parçalanırlar.
Manners’ın ekibi, bu davranışlar arasında tersine çevirebilen metalopolimerlerin hazırlanmasına bakmaya karar vermiştir. Bu onların nikelosen’e yönlendirmiştir. 18 değerlikli elektrona sahip olan ferrosenin aksine, nikelosenin değerlik elektronu 20’dir.Fazladan olan 2 elektron eşleşmemektedir ve bu elektronların varlığı; ferrosene göre daha uzun, daha zayıf ve daha kolay parçalanmış metal-siklopentadienil bağlarına yol açar.
Araştırmacılar, çözücü, seyreltme seviyesi, sıcaklık ve zaman seçimi ile nikel bazlı polimerdeki malzeme özelliklerini kontrol etmek için bağlanma farkını kullanabileceklerini keşfettiler. Örneğin, polinnikelosen, düşük polariteli, koordine edici olmayan bir çözücü, örneğin tolüen içinde kalır, ancak piridin gibi polar, koordine edici bir çözücü içinde dinamik depolimerizasyona uğrar (Nat.Chem. 2017, DOI: 10.1038 / nhem.2743).
Manners, bu değiştirilebilir özelliklerin metal polimerlerin uygulama alanlarına katkıda bulunması gerektiğini belirtmiştir. Özellikle, nikel bazlı polimerdeki eşlenik olmayan elektronlar, çözünür ve kolayca işlenmiş manyetik materyaller oluşturma potansiyeline sahiptir. Aksine, poliferrosenler ilginç manyetik özelliklerden yoksundur. Saskatchewan Üniversitesi’nden metal polimer uzmanı Jens Müller, yeni çalışma için “gerçekten özel bir şey” demiştir. Müller, gerilmiş sandviç bileşiklerinin halka açma polimerizasyonu metal içeren polimerlere erişmek için zarif ve iyi kurulmuş bir yöntem olduğunu belirtmiştir.
Kaynak : cen.acs.org
