Materiales derivados de hidrocarburos aromáticos policíclicos intercalados con metales alcalinos

Content Provider	Semantic Scholar
Author	Fernández, Manuel Carrera
Copyright Year	2018
Abstract	La superconductividad es un fenomeno que presentan ciertos materiales a bajas temperaturas que se caracteriza por la desaparicion de la resistencia electrica al paso de corriente. Los materiales superconductores desarrollados se basan principalmente en compuestos inorganicos, como cupratos, entre los que destacan los superconductores con una temperatura critica superior a la del nitrogeno liquido (77 K), tambien conocidos como superconductores de alta temperatura. Dentro de los superconductores basados en carbono, los superconductores basados en grafito intercalados fueron descubiertos por Matthias y colaboradores en 1965, con los que se obtienen superconductores de hasta 15.1 K en compuestos de CaC6 a 7.5 GPa de presion. En la decada de los 80, superconductores basados unicamente en moleculas organicas son las sales de Bechgaard, que consisten en sales de tetrametiltetraselenofulvaleno (TMTSF), aunque las temperaturas criticas para este tipo de materiales son demasiado bajas para cualquier aplicacion practica. Otro superconductor basado en carbono se descubrio en la decada de los 90 al intercalar fullerenos con metales alcalinos con una estequiometria definida de M3C60, obteniendo temperaturas criticas tan altas como 38 K para el Cs3C60 a una presion de 7 kbar. Por ultimo, otro nuevo tipo de superconductores descubiertos en la ultima decada estan basados en hidrocarburos aromaticos policiclicos. Estos ultimos fueron descubierto en 2010 por Kubozono y colaboradores, cuando observaron que el piceno intercalado con tres equivalentes de potasio, K3piceno, presentaba dos fases superconductoras con temperaturas criticas de 7 y 18 K, aunque con una fraccion muy baja en ambos casos. Desde entonces, se han dado a conocer varios HAPs intercalados con metales que presentan superconductividad, como coroneno, fenantreno, debenzopentaceno, pentaceno y p-terfenilo, entre otros. Sin embargo, la gran mayoria de los hidrocarburos ensayados hasta la fecha cuentan con una baja fraccion superconductora, ademas de que no se encuentra reproducibilidad a la hora de preparar los materiales superconductores. Los analisis llevados a cabo para la caracterizacion de este tipo de materiales son orientativos, pues la fase superconductora es minoritaria en el material. Si bien es verdad que la mayoria de los hidrocarburos intercalados contienen tres equivalentes de metal, se desconoce la composicion de la fase superconductora. Todo esto hace que se desconozca la estructura y la composicion de las fases superconductoras en estos materiales. Los hidrocarburos aromaticos policiclicos son moleculas organicas que presentan deslocalizacion de los electrones a los largo de su sistema pi. Por este motivo, este tipo de compuestos han sido empleados en organica electronica para la fabricacion de diferentes dispositivos, como diodos organicos emisores de luz (OLEDs), celulas fotovoltaicas organicas (OPVs) o transistores de efecto de campo organicos (OFETs). Con el descubrimiento de la superconductividad en HAPs se abre un nuevo campo de investigacion en estos sistemas que puede proporcionar materiales con propiedades completamente diferentes a los conocidos hasta la fecha. Se ha conseguido sintetizar satisfactoriamente los hidrocarburos aromaticos policiclicos de interes para desarrollar el estudio. Se ha desarrollado una nueva metodologia fotoquimica que permite el acceso a [n]fenacenos de gran tamano con rendimientos de hasta el 92 %. Los materiales intercalados se han caracterizado por espectroscopia Raman y difraccion de rayos X de polvo, observandose un compuesto mayoritario por Raman con una baja cristalinidad, o mezcla de fases, por difraccion de rayos X. Las mediciones de las propiedades conductoras y magneticas a bajas temperaturas revelan que los materiales obtenidos no son superconductores por encima de 2 K. En el caso del K3p-terfenilo, se observa un comportamiento metalico, con una componente ligeramente ferromagnetica. La componente ligeramente ferromagnetica ha sido observada en la mayoria de las muestras independientemente de la estequiometria de intercalacion. El estudio espectroscopico realizado del aducto Li-bifenilo en disolucion de DME, junto con calculos TD-DFT, sugieren la formacion de la especie dianionica Li2bifenilo. Ademas, cuando se aislan cristales del anion-radical de Li1bifenilo y se disuelven en el disolvente empleado se observa una rapida desproporcion hacia bifenilo neutro y el dianion Li2bifenilo.
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Language	English
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Resource Type	Article