DE102004024872A1

DE102004024872A1 - Magnetisierbare Zusammensetzung und magnetisches Material diese Enthaltend

Info

Publication number: DE102004024872A1
Application number: DE200410024872
Authority: DE
Inventors: Dirk G. Dr.habil. Kurth; Helmuth Prof. Dr. Möhwald; Ullrich Prof. Dr. Pietsch; Yves Dipl.-Phys. Bodenthin
Original assignee: Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Current assignee: Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Priority date: 2004-05-19
Filing date: 2004-05-19
Publication date: 2005-12-22
Also published as: WO2005114683A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine magnetisierbare Zusammensetzung sowie ein magnetisches Material, umfassend einen Koordinationspolymer, bestehend aus einer Vielzahl von Polymerbausteinen, enthaltend einen polytopen Liganden und ein Metallion, wobei die Polymerbausteine gleich oder verschieden sein können, und weiter umfassend eine ampiphile Verbindung. Die magnetisierbare Zusammensetzung zeigt reversiblen bzw. irreversiblen Übergang von dielektrischen zu paramagnetischen Verhalten und kann vorteilhafterweise für magnetische Materialien für die Datenaufzeichnung, wie beispielsweise Disketten etc., verwendet werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine magnetisierbare Zusammensetzung umfassend ein Koordinationspolymer bestehend aus einer Vielzahl von Polymerbausteinen enthaltend einen polytopen Liganden und ein Metallion sowie ein magnetisches Material umfassend die magnetisierbare Zusammensetzung.
Magnetische Eigenschaften von Übergangsmetallkomplexen bzw. von supramolekularen Übergangsmetallclustern bzw. -komplexen stehen seit längerem im Zentrum des Interesses unterschiedlichster Anwendungsbereiche.

So beschreibt die WO 03/019695 A1 einen molekularen Speicher und ein Verfahren zu seiner Herstellung, wobei der molekulare Speicher aus einem Polymer besteht, das Triazolderivate enthält und ein Metall mit einer Elektronenkonfiguration, die einen Spinübergang erlaubt. Als bevorzugte Moleküle bzw. Komplexe werden Eisentriazolate erwähnt, die außerdem als weiteren Liganden Ammoniumtriazolat enthalten, und als Gegenionen Chlorat bzw. Nitrat und Tetrafluoroborat.

Ähnliche Verbindungen, insbesondere Eisen (II) Komplexe mit Triazolatliganden und Tetrafluoroborat bzw. Chlorat, oder einem Halogen als Gegenion sind aus der EP 666561 A1 bekannt. Des Weiteren sind strukturananloge Verbindungen in der EP 842988 A1 beschrieben.

Diese vorerwähnten Verbindungen bzw. Verbindungsklassen können durch den temperaturinduzierten Spinübergang ferroelektrische hartmagnetische Eigenschaften ausbilden und sind deshalb insbesondere als Materialien für die Verwendung im Bereich der Datenverarbeitung, beispielsweise für magnetische Aufzeichnungsträger, magnetische Leseköpfe und dergleichen geeignet.

Eine Zusammenfassung über den derzeitigen Stand der Technik im Bereich des molekularen Magnetismus liefert die Schrift „Technologiefrüherkennung – Technologieanalyse Magnetismus Band 1 molekulare Magnete" herausgegeben vom VDI Technologiezentrum Düsseldorf 1999.

Gegenwärtig stehen metallosupramolekulare Mesophasen im Zentrum des Interesses. Diese Mesophasen bestehen aus periodischen Anordnungen von Übergangsmetallionen, die über ditopische Bis-terpyridinliganden gekoppelt sind. So beschreiben Schütte et al. in Angew. Chem. Int. Ed. 1998,37, 2891 ff. Schichten aus einer Mehrzahl von metallosupramolekularen dünnen Polyelektrolytfilmen, die aus den vorstehend beschriebenen Mesophasen bestehen und die durch Polyelektrolytlagen, beispielsweise bestehend aus Polyethylenimin und Polystyrolsulfonat getrennt sind. Diese metallosupramolekularen Polyelektrolytfilme weisen jedoch keine magnetischen Eigenschaften, insbesondere weder para- bzw. ferromagnetische Eigenschaften, auf, noch treten Spin-Crossover-Phänomene auf.

Die physikalische Grundlage vieler magnetisierbarer Materialien ist das Auftreten sogenannter Spin-Crossover-Phänomene. Insbesondere ist das Vorhandensein halbbesetzter d Orbitale von Übergangsmetallionen die Ursache für besondere Eigenschaften von metallosupramolekularen Einheiten, beispielsweise deren starke Absorption im UV/VIS Bereich, hohe Quantenausbeuten, eine geeignete lange Lebensdauer eines ihrer angeregten Zustände, Lumineszenzphänomene und stabile Redoxzustände. Die Aufspaltung der d Orbitale in einem Ligandenfeld geeigneter Symmetrie und Stärke kann beispielsweise entweder thermisch induzierte oder photoinduzierte Spinübergänge, d. h. Spin-Crossover-Phänomene verursachen. Die bislang am häufigsten beobachteten Phänomene sind das sogenannte lichtinduzierte Trapping des angeregten Spinzustands (LIEST), Umkehr und Low Spin LIEST und umfassen auch den Ladungstransfer vom Metall (Zentralatom) auf den Liganden, beispielsweise in Nitroprussit, den Ladungstransfer von Metallatom auf Metallatom in Preußisch-Blau Analoga, und auch der ligandenabhängige lichtinduzierte Spinzustandswechsel (LD-LISC) (für eine Übersicht über derartige Phänomene wird auf das vorstehend erwähnte VDI Handbuch verwiesen).

Typischerweise wird die Umkehr zwischen einem Low Spin (LS) und einem High Spin (HS) Zustand bei Übergangsmetallionen mit einer 3dⁿ (4 ≤ n ≤ 7) Konfiguration beobachtet, wobei zumeist bislang das Eisen (II) Ion untersucht wurde. Beim Eisen(II)ion liegt ein Ligandenfeld mit oktaedrischer Symmetrie vor, wobei die d-Orbitale im energetischen Grundzustand in energetisch niedriger liegende t_2gund höher liegende e_g Subsets aufspalten. Thermisch induzierte Spinübergänge treten auf, wenn die energetische Trennung zwischen den t_2g und e_g Orbitalen ungefähr k_B ^T (d. h. der mittleren thermischen Energie der Umgebung) entspricht. Im Falle des Eisen (II) Ions rührt der LS-Zustand von einer closed shell t_2d ⁶ Konfiguration her und der HS-Zustand von einer t_2g ⁴ e_g ² Konfiguration. Der Spin-Crossover vom LS zum HS-Zustand ist im Allgemeinen von einem Wechsel der optischen und insbesondere der magnetischen Eigenschaften begleitet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, neue metallosupramolekulare Mesophasen zur Verfügung zu stellen, die magnetische, insbesondere para- bzw. ferromagnetische, Eigenschaften aufweisen und auch als dünne Filme auf Substraten abgeschieden werden können.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine magnetisierbare Zusammensetzung, umfassend ein Koordinationspolymer bestehend aus einer Vielzahl von Polymerbausteinen enthaltend einen polytopen Liganden und ein Metallion, wobei die Polymerbausteine gleich oder verschieden sein können sowie weiter umfassend eine ampiphile Verbindung.

Das Vorhandensein einer ampiphilen Phase führt bei einer bestimmten Temperatur zu einem strukturellen Phasenübergang der vereinzelten Polymerketten in eine lamellare Suprastruktur der magnetisierbaren Zusammensetzung. Die Temperatur hängt dabei von der Art der erfindungsgemäßen Zusammensetzung ab, d. h. den einzelnen Komponenten, insbesondere von der Art der ampiphilen Phase. Die Polymerketten weisen dabei eine quasi eindimensionale stäbchenförmige Struktur aus über Metallionen verknüpfte polytope Liganden auf.

Die ampiphile Phase geht beispielsweise bei Erwärmung der erfindungsgemäßen magnetisierbaren Zusammensetzung in eine andere Phase (temperaturinduzierter Phasenübergang), die die im Wesentlichen oktaedrische Koordinationsgeometrie der Übergangsmetallzentren stört. Dies führt zu einer veränderten Aufspaltung der Energiezustände der d Orbitale und damit zu einem Spin-Crossover-Phänomen, das das Entstehen von ferroelektrischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Zusammensetzung bewirkt.

Die ferroelektrischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Zusammensetzung sind entweder reversibel bzw. je nach Wahl der Temperatur irreversibel. Die Temperatureinstellung steuert vorteilhafterweise den reversiblen bzw. irreversiblen Übergang vom diamagnetischen zum para- bzw. ferroelektrischen Zustand. Bevorzugt erfolgt dieser Übergang bei Raumtemperatur oder bei höherer Temperatur.

Das Vorhandensein eines polytopen Liganden ist zur Erzielung einer lamellaren Suprastruktur notwendig. Bevorzugt koordiniert der polytope Ligand bzw. mehrere dieser polytopen Liganden quadratisch planar an das Zentralatom, wobei die resultierende Struktur auch leicht verdrillt sein kann.

Der Begriff „polytoper Ligand" umfasst Liganden mit mindestens zwei räumlich voneinander getrennten gleichen bzw.

unterschiedlichen σ bzw. π-Donoratomen, die in der Lage sind an ein Metallion zu binden.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform umfasst der polytope Ligand das folgende Strukturelement

wobei R eine polyfunktionelle Einheit ist, L₁ bis L₄ (auch als Ligandenset bezeichnet) gleich oder verschieden sind und weiter ein Donoratom enthalten das in der Lage ist an ein Metallion – bevorzugt koordinativ – zu binden und wobei n = 0 oder 1 ist mit der Maßgabe, dass wenigstens zwei n = 1 sind. Dieses Ligandenstrukturelement ermöglicht eine besonders gut zu kontrollierende Koordinationsgeometrie.

Der Begriff Donoratom umfasst im Rahmen der vorliegenden Erfindung sämtliche Atome die in der Lage sind, an ein Metallion insbesondere koordinativ zu binden und umfasst insbesondere σ oder π-Donoratome wie beispielsweise Stickstoff, Schwefel, Sauerstoff, etc.

Bevorzugt ist R, das heißt das sogenannte „Drehkreuz" des Liganden ausgewählt aus der Gruppe umfassend eine C-C, eine C-Heteroatom oder eine Heteroatom-Heteroatom Bindung, eine C₁ bis C₁₀ Alkyl oder Alkenylkette, eine α,ω bisfunktionale Kette wie ein α,ω bis-Alkohol, ein α,ω bis-Thiol, ein α,ω bis-Amin, eine α,ω Bicarbonsäure, ein bis-, tris- oder tetrafunktionalisiertes alicyclisches, heterocyclisches, aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem, eine Tris oder Tetracarbonsäure, ein Tris- oder Tetraamin, ein Tris- oder Tetrathiol, ein Tris- oder Tetraalkohol, einen Kronenether, Porphyrine, Porphyrinogene, durch Metallionen verknüpfte Komplexe aus Pyridinen, Acetylenen, Bipyridinen.

Damit ist eine Vielzahl von verschiedenen, insbesondere von der Länge her unterschiedlich einzusetzenden „Drehkreuzen" R (auch Spacer genannt), die die 2, 3 oder 4 Ligandensets voneinander trennen zu erzielen. Die strukturelle Vielfalt ermöglicht ein gezieltes Einstellen des Liganden auf das zu koordinierende Metallion, auf die gewünschte lamellare Mesophase etc.

In einer bevorzugten Ausführungsform enthalten L₁ bis L₄ jeweils mindestens 2 Donoratome die gleich oder verschieden sind. Dies betrifft beispielsweise Komplexe aus der Gruppe der N-Donor, P-Donor, S-Donor und O-Donoratome, mit Struktureinheiten, die sich ableiten von Grundstrukturen wie beispielsweise Pyrazole, Pyridine, Benzothiazole, Phosphazole, Azobenzole, Phenantrolin bzw. auch deren gemischte homologe Verbindungen, weiter Dioxan, Tetrahydrofuran, γ-Butyrolacton, Thiophen, Pyrrol, Furan, Pyrimidin, γ-Pyran, Pyrrolin, Dithian, Dioxolen, Oxathiolan, Diazol, α-Pyran, Azepin, 1,2 Oxathiolan, Porphine, Porphyrine, Porphyrinogene und deren gemischt donorsubstituierten Homologe, Corrin, Phthalocyanine, Indol, Indolizin, Pyrazol, Indazol, Oxazol, Isoxazol, Thiazol, Isotiazol, Triazole, Tetrazole, 1,2,4 Thiadiazol, 1,3,4 Thiadiazol, Pyridazin, Pyrimidin, Pyrazin, Triazin und deren Derivate.

Weiter ist in einer anderen Ausführungsform der Erfindung bevorzugt, dass L₁ und/oder L₂ negativ geladen sind und sogenannte „harte" Donoratome, bevorzugt negativ geladene Sauerstoffatome umfassen, wie z. B. Alkyl-, Arylcarboxylate und Alkyl- und Arylalkoholate.

Bevorzugt sind die Metalle ausgewählt aus Metallionen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Ionen von Fe, Ru, Mn, Os, Ni, W, V, Nb, Ti, insbesondere aus Metallen, die in der Lage sind oktaedrische Komplexe auszubilden. Im Falle der Verwendung „harter" Liganden sind oxophile Metallionen wie Ti, Nb, Zr, Hf und insbesondere Metallionen aus der Lanthanidengruppe, wie La, Ce, Nd, Sm, etc. bevorzugt.

Die ampiphile Verbindung ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Sulfaten, Sulfonaten, Carboxylaten und Phosphaten, Boraten, die einen organischen Rest enthalten. Im Falle des Vorliegens „harter" Liganden, insbesondere negativ geladener Liganden, ist die ampiphile Verbindung eine positiv geladene Verbindung, beispielsweise eine Ammoniumverbindung. Bevorzugt ist der organische Rest dabei ausgewählt aus gegebenenfalls substituierten C₁ bis C₂₀ Alkyl- oder Alkenylketten, Aryl- oder Heteroaryl- bzw. gemischten Aryl/Heteroarylketten mit 1 bis 15 Aryl- bzw. Heteroaryleinheiten oder eine Aralkylkette mit 1 bis 15 Aralkyleinheiten. Die genaue Anzahl der Ampiphile ist durch die Ladung des Komplexes bestehend aus Zentralatom(en) und Liganden bestimmt (Ladungskompensation) und es können darüber hinaus weitere insbesondere elektrostatische Wechselwirkungen auftreten, so dass auch eine nicht-stöchiometrische Anzahl an Ampiphilen in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung vorhanden sein kann.

Durch die Reaktion des organischen Restes kann insbesondere auch die Temperaturabhängigkeit der Magnetisierung gesteuert werden. Generell gilt, je kürzer die Kette bzw. Länge des organischen Restes ist, desto tiefer ist die Temperatur bei der der Spin-Crossover-Effekt auftritt. Je länger die Kette des organischen Restes ist desto höher ist die Temperatur die aufgewendet werden muss, um ein Spin-Crossover zu ermöglichen. Bevorzugt ist der organische Rest einer C₁ bis C₂₀ bevorzugt eine C₅ bis C₁₆ Alkyl- oder Alkenylkette, da diese Verbindungen besonders einfach durch herkömmliche Verfahren hergestellt werden können. Bevorzugt befinden sich mindestens zwei organische Reste an der ampiphilen Verbindung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird weiter durch ein magnetisches Material, umfassend einen Träger und eine magnetisierbare Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 gelöst. Erfindungsgemäß wird ein magnetisches Material erhalten, das entweder einen reversiblen bzw. irreversiblen ferroelektrischen Charakter hat. Die Magnetisierung beruht dabei wie vorstehend erläutert wurde auf einer Phasenumwandlung der ampiphilen Phase, die in einem bestimmten Temperaturbereich reversibel ist und damit bevorzugt für Lese- und Schreibanwendungen (read and write) verwendet werden kann. Oberhalb dieses materialabhängigen Temperaturfensters ist der Phasenübergang und damit die Magnetisierung irreversibel (die Ausgangsphase wird nicht wieder gebildet), so dass dieses Material bevorzugt für Nur-Schreibanwendungen (write-only) verwendet wird. Das magnetische Material wird bevorzugt für Anwendungen unterschiedlichster Art eingesetzt, wie beispielsweise Leseköpfe, magnetische Speichermaterialien, molekulare Schalter, etc.

Bevorzugt ist die magnetisierbare Zusammensetzung als Monolage auf dem Träger angeordnet und ist in einer noch bevorzugteren Ausführungsform ein einfach herzustellender und zu konfigurierender Langmuir-Blodgett Film. Es versteht sich, dass nicht nur Langmuir-Blodgett Film, sondern alle anderen dem Fachmann an sich bekannten Filme bzw. deren Herstellungsverfahren, zB. Rakeln (spin-coating), Sprühen, Aufdampfen usw. im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können.

Das erfindungsgemäße magnetische Material kann auch als magnetisierbare Zusammensetzung in Form mehrerer übereinander angeordneter Lagen auf dem Träger aufgebracht sein und ergibt je nach Herstellungsmethode so hoch geordnete und anisotrope als auch nicht strukturierte Filme, insbesondere Langmuir-Blodgett Filme. Langmuir-Blodgett Filme sind dabei insbesondere dann bevorzugt, wenn hoch geordnete oder anisotrope Schichtsysteme eingesetzt werden sollen. Anisotrope Schichtsysteme sind ganz besonders bevorzugt, wenn das erfindungsgemäße magnetische Material mit polarisierender Strahlung wechselwirkt (Licht, Neutronen). Das erfindungsgemäße Material wird in diesem Fall bevorzugt für Detektoren, LC Displays usw verwendet. Daneben können die Filmlagen auch als sogenannte „Volumenphasen" vorliegen, wenn die verwendeten Liganden untereinander vernetzbar sind und so quervernetzte „Filme" entstehen.

Bevorzugt ist eine zusätzliche Deckschicht über der obersten Lage der magnetischen Zusammensetzung angeordnet um diese vor mechanischen bzw. anderen Einflüssen und Fremdeinwirkungen zu schützen, so dass beispielsweise ein magnetischer Datenträger vor externen Beschädigungen geschützt ist. Die zusätzliche Deckschicht ist bevorzugt transparent und besteht beispielsweise aus handelsüblichen Polymeren, flexiblen Gläsern etc.

In einem bevorzugten Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen magnetischen Materials gemäß der Erfindung wird die magnetisierbare Zusammensetzung erwärmt, so dass die kristalline gepackte ampiphile Phase aufgeschmolzen wird, und dass Gitter der monomolekularen Schichtanordnung aus sterischen Gründen (größere Beweglichkeit der organischen Reste der ampiphilen Phase) deformiert und so die oktaedrische Koordinationssymmetrie um das Metallzentralion herum stört. Dies führt zu einer Verzerrung der oktaederischen Symmetrie durch eine Aufspaltung der Orbitale in zwei Subsets mit t_2g bzw. e_g Symmetrie und somit zu einem Spinphasenübergang. Anders gesagt, führt das Erwärmen („Aufschmelzen") der ampiphilen Phase zu einer mechanischen Deformierung der laminaren Suprastruktur, die auf der erfindungsgemäßen Anordnung des Metallions mit dem polytopen Liganden basiert.

Bevorzugt wird die magnetisierbare Zusammensetzung auf eine Temperatur von – 50 ° C bis 100 ° C ganz besonders bevorzugt von – 10 ° C bis über 60 ° C erwärmt, so dass eine Vielzahl unterschiedlichster Materialien erhalten werden kann, die ganz besonders bevorzugt bei Raumtemperatur stabil sind und erst später in ein reversibles, bzw. irreversibles spheroelektrisches Material umgewandelt werden. Die Umwandlungstemperatur wird auch wie schon vorstehend erläutert durch die chemische Natur der ampiphilen Phase, insbesondere durch deren Art (Sulfat, Phosphat, etc) und die Art der gebundenen organischen Reste bestimmt.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind aus den beigefügten Figuren ersichtlich. Es versteht sich von selbst, dass die vorliegende Erfindung nicht nur auf die im Einzelnen offenbarten Merkmale beschränkt ist, sondern auch auf eine beliebige Kombination der vorstehend erläuterten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale.
1 zeigt eine schematische Darstellung der magnetisierbaren Zusammensetzung gemäß der Erfindung;
2 zeigt Langmuir-Blodgett Mono- bzw. Multilagen erhältlich aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung;
3 zeigt die SQUID-Magnetisierungskurven zweier Fe (II)-PAC-Langmuir-Blodgett Filme bestehend aus 11 bzw. 15 Monolagen,
4 zeigt schematisch den Einfluss der ampiphilen Phase auf die Orbitalsymmetrie beim Erwärmen der erfindungsgemäßen Zusammensetzung.
5 zeigt verschiedene Beispiele für erfindungsgemäße polytope Liganden
Ausführungsbeispiele
1. Herstellung einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung
1.1 Synthese des metallosupramolekularen Polyelektrolyten:
1,4- bis(2,2',6',2,2'-Terpyrid-4'-yl)Benzol (I) (51,9 mg, 0,039 mmol) in Toluol (100 ml) wurde mit Fe(OAC)₂(16,5 mg, 0,092 mmol) in Methanol(30 unter Inertatmosphäre am Rückfluss zur Reaktion gebracht. Nach 30 Minuten wurde die tiefblaue Lösung unter Vakuum auf konzentriert bis das Reaktionsprodukt MEPE (= metallosupramolekularer Polyelektrolyt)(II) ausfiel. Das Präzipitat wurde mit heißem Toluol gewaschen und getrocknet (Ausbeute 18 %). Das Präzipitat ist löslich in Methanol und Ethanol, für Zwecke der Elementaranalyse wurde die Verbindung als Bromid durch Präzipitation aus einer wässrigen Lösung isoliert.
H NMR (CD₃OD, Raumtemperatur): δ = 9.74 (H3'), 8.95 (H3), 8.75 (HAr), 8.10 (KBr): 1602, 1462, 1433, 1403, 1160, 831, 786, 731 cm^-1; Elementaranalyse. Berechnet für:
C₃₆H₂₄N₆FeBr₂·6H₂O: C 50. 0, H 4.2, N 9.7, gefunden: C 49.9, H 3.2, N 9.9.
1.2 Synthese der erfindungsgemäßen Zusammensetzung
Das in Schritt 1.1 erhaltene Reaktionsprodukt MEPE (II) wurde mit Dihexadekylphosphat (DHP) umgesetzt und ergab den Polyelektrolyt-ampiphilen Komplex (PAC) wie er in 1 gezeigt ist. Unter den speziellen Synthesebedingungen fanden sich 6 DHP Moleküle pro Struktureinheit [Fe₃]²⁺. DHP bildet ein geladenes Wasserstoffbrückennetzwerk das an MEPE über elektrostatische Wechselwirkungen bindet. Der oberflächenaktive Charakter von DHP erlaubt es, den PAC-Komplex an der Luft-Lösungs-Grenzfläche zu bilden. Die entstehende Langmuir-Blodgett Monolage wurde auf einen festen Träger mittels bekannter Techniken transferiert. Langmuir-Blodgett Multilagen wurden durch sukzessive Abscheidung mehrerer Monolagen hintereinander erhalten, wie es z. B in 2 schematisch dargestellt ist.
Die magnetischen Eigenschaften der Langmuir-Blodgett Multilagen wurden über temperaturabhängige SQUID-Messungen deren Ergebnisse in 3 gezeigt sind gemessen. Die Proben waren bis zu Raumtemperatur diamagnetisch aber wurden bei Erwärmen oberhalb der Raumtemperatur paramagnetisch. Der Phasenübergang von diamagnetisch zu paramagnetischen Verhalten ist reversibel.
Das Auftreten von Paramagnetismus bei der erfindungsgemäßen Zusammensetzung bzw. beim erfindungsgemäßen Material ist verbunden mit der Deformation der Koordinationsgeometrie als Resultat des strukturellen Phasenübergangs der amiphilen Mesophase bei erhöhten Temperaturen umgibt, wie es in 4 schematisch gezeigt ist.

Claims

Magnetisierbare Zusammensetzung umfassend ein Koordinationspolymer bestehend aus einer Vielzahl von Polymerbausteinen enthaltend einen polytopen Liganden und ein Metallion, wobei die Polymerbausteine gleich oder verschieden sein können, weiter umfassend eine ampiphile Verbindung.
Magnetisierbare Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der polytope Ligand das folgende Strukturelement aufweist
wobei R eine polyfunktionelle Einheit ist, L₁ bis L₄ gleich oder verschieden sind und ein Donoratom enthält, das in der Lage sind, an ein Metallion koordinativ zu binden und n = 0 oder 1 ist mit der Maßgabe, dass wenigstens zwei n = 1 sind.
Magnetisierbare Zusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass R ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend eine C-C, eine C-Heteroatom oder eine Heteroatom-Heteroatom Bindung, eine C₁ bis C₁₀ Alkyl oder Alkenylkette, eine α,ω bisfunktionale Kette wie ein α,ω bis-Alkohol, ein α,ω bis-Thiol, ein α,ω bis-Amin, eine α,ω Bicarbonsäure, ein bis-, tris- oder tetrafunktionalisiertes alicyclisches, heterocyclisches, aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem, eine Tris oder Tetracarbonsäure, ein Tris- oder Tetraamin, ein Tris- oder Tetrathiol und ein Tris- oder Tetraalkohol, einen Kronenether, Porphyrine, Porphyrinogene, durch Metallione verknüpfte Komplexe aus Pyridinen, Acetylenen, Bipyridinen.
Magnetisierbare Zusammensetzung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in L₁ bis L4 jeweils mindestens zwei Donoratome enthalten sind, die gleich oder verschieden sind
Magnetisierbare Zusammensetzung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass L₁ bis L₄ ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus N-Donor-, P-Donor-, S-Donor und O-Donoratomen.
Magnetisierbare Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallion ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus den Ionen von Fe, Ru, Mn, Os, Ni, W, V, Nd, Nb, Ta, Hf.
Magnetisierbare Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichet, dass die ampiphile Verbindung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Sulfaten, Sulfonaten, Carboxylaten, Boraten und Phosphaten, die einen organischen Rest enthalten.
Magnetisierbare Zusammensetzung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der organische Rest eine gegebenenfalls substituierte C₁ bis C₂₀ Alkyl- oder Alkenylkette, eine Aryl- oder Heteroaryl-bzw. eine gemischte Aryl/Heteroarylkette mit 1 bis 15 Aryl- bzw. Heteroaryleinheiten oder eine Aralkylkette mit 1 bis 15 Aralkyleinheiten ist.
Magnetisierbare Zusammensetzung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der organische Rest eine C₁ bis C₂₀, bevorzugt eine C₅ bis C₁₆ Alkyl- oder Alkenylkette ist.
Magnetisierbare Zusammensetzung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei organische Reste vorhanden sind, die gleich oder verschieden sind.
Magnetisches Material umfassend einen Träger und eine magnetisierbare Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
Magnetisches Material nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetisierbare Zusammensetzung als Monolage auf dem Träger angeordnet ist.
Magnetisches Material nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetisierbare Zusammensetzung in mehreren Lagen auf dem Träger angeordnet ist.
Magnetisches Material nach Anspruch 12 oder 13, weiter umfassend eine Deckschicht über der magnetischen Zusammensetzung.
Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Materials, wobei die Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 erwärmt wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass auf eine Temperatur von –50°C bis 100°C erwärmt wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass auf eine Temperatur von –10°C bis über 60°C erwärmt wird.