Kunststof die bij normale temperatuur nog magnetisch is kan niet tegen zuurstof

Arthur J. Epstein, fysicu aan de Ohio State University, en Joel S. Miller, chemicus bij DuPonts onderzoekslaboratorium in Wilmington, hebben een kunststofmateriaal ontwikkeld dat tot 75 C magnetisch is. Boven die temperatuur valt de verbinding uiteen.

Tot nu toe behielden magnetische 'plastics' hun eigenschap tot ongeveer tien graden boven het absolute nulpunt (-273C). Het nieuwe materiaal kan, als het in plastic verwerkbaar is of zelf ot plastic verwerkt kan worden (kan 'polymeriseren'), gebruikt worden voor magnetische gegevensopslag (voor tape of diskettes) en in kleine elektromotortjes. Doordat metaal daarin gedeeltelijk door kunststof wordt vervangen, kunnnen die dan veel lichter zijn.

Naast vervanging van bestaande toepassingen liggen ook nieuwe in het verschiet. De optische streepjeslezers die nu zo langzamerhand gemeengoed zijn in supermarkt en magazijn, kunnen, als de kunststofmagneten in drukinktverwerkt worden en op de verpakking of op etiketten worden gedrukt, worden vervangen door veel eenvoudiger magnetische lezers, Het nieuwe materiaal is gemaakt van twee verbindingen die zelf niet magnetisch zijn: vanadium en tetracyanoethyleen. In een combinerende reactie ontstond echter een materiaal dat, tot verbazing van de onderzoekers, reeds bij kamertemperatuur in de reactiekolf aan de magnetischeerstaaf bleef hangen. Het materiaal is waarschijnlijk ferrimagnetisch, een vorm van magnetisme gebaseerd op het voorkomen van twee verschillende soorten ionen in een molecuulkristal.

Bekende magnetische materialen als ijzer, cobalt en nikkel zijn ferromagneten. Daarin zijn de ongeladen atomen geordend in zeer kleine domeinen die zich als kleine magneetjes gedragen. Het magnetisme binnen de domeinen ontstaat door de gelijke magnetische orientatie van de elektronen in het metaal. Het laat zich magnetiseren door met een ere magneet alle domeinen in dezelfde richting te zetten.

De nieuwe ferrimagnetische kunststof is per volume minder magnetisch dan ferromagnetische materialen. Maar het is pas de eerste die is ontdekt en waarschijnlijk zal de verbinding model staan voor een hele nieuwe klasse verbindingen.

Om die verbindingen te vinden zou het handig zijn om de kristalstructuur te kennen. In dat geval namelijk is er meer kans op een antwoord op de vraag waarom de verbinding bij kamertemperatuur magnetisch is.

Voorlopig zullen de onderzoekers echter met vallen en opstaan op zoek moeten naar de zusterverbindingen: de molecuulstructuur van de vanadium-TCNE-verbinding is onbekend. Daarover kunnen alleen rontgenkristallografen opheldering verschaffen, maar de vanadium-TCNE-verbinding laat zich tot nu toe niet kristalliseren.

Een veel groter obstakel voor praktische toepassingen is dat de verbinding alleen stabiel is onder het inerte argongas. Bij blootstelling aan zuurstof valt het in korte ti uiteen. (UPI, Science 7 juli)