日本北海道大學(University of Hokkaido)的科學家開發了一種新穎的鎳錯合物,當暴露於甲醇蒸汽時,它會改變顏色和磁性。這種新材料不僅能作為化學感測器使用,未來還可能進一步開發為可重覆寫入的記憶體元件。

由揮發性有機化合物蒸汽或無機氣體所引發的物質色彩變化現象稱為「蒸汽顯色」(vapochromism)。它通常用於明顯地表現出氣體的存在,但是對於顏色和其他屬性變化(例如磁性)進行同步的材料研究,可望帶來更廣泛的應用。

這項研究由北海道大學教授加藤昌子(Masako Kato)帶領,研究人員們著重於開發能在暴露於蒸汽時同時改變顏色和磁性的材料。迄今為止,已知一些鐵錯合物在室溫下會在「順磁性」和「反磁性」之間切換磁性,但是當溫度較低時通常恢復至穩定狀態。

該研究團隊專注於鎳(II)-類醌錯合物。加藤昌子指出,「當錯合物的協調結構發生變化時,磁性隨之改變,我們假定溶劑蒸汽可以直接與鎳離子結合,錯合物同時改變其顏色和磁性。」

根據這項研究,將鎳(II)-類醌錯合物置於高密度的甲醇蒸汽環境中。一旦甲醇分子與錯合物結合,其協調結構被轉化,隨後顏色從深紫色變成橙色。而當暴露於乙醇和氯仿等蒸汽時,甲醇分子從錯合物中分離出來,使其顏色反轉成深紫色。當甲醇分子從錯合物中移除後,它將會從順磁性轉變為反磁性,兩種狀態都能保持在較寬的溫度範圍內。

加藤昌子表示:「由於鎳錯合物與乙醇和甲醇分別表現不同的反應,因此可以用於未來作為甲醇備選的感測器材料。」

編譯:Susan Hong

(參考原文:Novel gas sensor material developed,by Peter Clarke)