Recientemente, científicos de la Universidad Estatal de San Petersburgo, junto con colegas, llevaron a cabo una investigación centrada en los cambios estructurales durante la transformación de complejos metal-orgánicos en polímeros conductores. Los resultados relacionados se publicaron en la revista científica Physical Chemistry Chemical Physics.
El complejo organometálico [Ni(Salen)] es un representante típico de los complejos de metales de transición (con ligandos de base de Schiff tipo Salen). Sus derivados funcionales (polímeros) poseen propiedades únicas como alta conductividad, estabilidad térmica, electro-cromismo y actividad catalítica heterogénea selectiva, lo que permite su aplicación en dispositivos electrónicos, sensores, equipos de almacenamiento de energía y catálisis. Durante los últimos 20 años, el mecanismo de polimerización de [Ni(Salen)] ha sido un tema candente. Este estudio identificó las unidades estructurales clave que determinan las propiedades tanto del complejo inicial [Ni(Salen)] como del polímero que forma, lo que contribuye a una mejor comprensión de su mecanismo de polimerización y subraya su importante contribución al desarrollo de la química moderna.
Petr Korusenko, investigador principal del Departamento de Química del Estado Sólido de la Universidad de San Petersburgo, explicó que el estudio investigó por primera vez en detalle los cambios en la estructura del centro de coordinación [NiO₂N₂] durante la transferencia del complejo [Ni(Salen)] a su polímero, así como las unidades estructurales que determinan las propiedades clave del sistema. Durante el proceso de oxidación electroquímica, el centro de coordinación [NiO₂N₂] de la molécula [Ni(Salen)] se distorsiona debido a cambios en la estructura electrónica de los átomos del ligando Salen. Cuando el sistema recupera su estado neutro, la estructura vuelve casi por completo a su geometría cuadrada plana original. Esto permite comprender mejor los detalles del proceso de polimerización de este complejo.
Los científicos también descubrieron que el complejo [Ni(Salen)] en fase condensada está compuesto por dímeros apilados tipo dd. En el polímero poli[Ni(Salen)], estos "bloques de construcción" se conectan a través de los átomos de carbono de los fragmentos fenólicos (C₆H₅O) formando tetrámeros, creando una red tridimensional extendida. Además, se confirmó que los contraiones del electrolito adsorbidos durante la polimerización electroquímica de [Ni(Salen)] afectan al estado de carga del átomo de níquel en el centro de coordinación, un efecto no descrito previamente en la literatura.
Anteriormente, científicos del mismo grupo de investigación desarrollaron un método para unir nanotubos de carbono de pared múltiple a un sustrato de titanio sin necesidad de utilizar aglutinantes poliméricos, que podría usarse para desarrollar nuevos materiales de electrodos compuestos para supercondensadores con mejores propiedades. Los planes inmediatos de los científicos incluyen estudiar las características de la polimerización de [Ni(Salen)] sobre nanotubos de carbono, con el objetivo de fabricar electrodos eficaces para baterías y supercondensadores.
