22.5.2020 Metal-metal contacts in late transition metal polymers (Kolari)

Metallikompleksi eli koordinaatioyhdiste koostuu metalli-ionista sekä siihen sitoutuneesta orgaanisesta molekyylistä. Koordinaatioyhdisteet ovat monella tapaa hyödyllisiä ja jopa välttämättömiä ihmiselle sekä yhteiskunnalle. Osa yhdisteistä toimii ravinne- ja lääkeaineina kuten vesiliukoinen B12-vitamiini sekä syöpälääkkeenä tunnettu sisplatiini (cisplatin). Metalli-ionin ansiosta koordinaatioyhdisteet toimivat monesti kemiallisten reaktioiden apuaineina eli katalyytteinä erilaisissa teollisissa prosesseissa. Metallikomplekseista voidaan valmistaa ketjumaisia rakenteita, joita kutsutaan metallopolymeereiksi. Näiden yhdisteiden rakenteissa voi esiintyä metalli-ionien välisiä vuorovaikutuksia. Nämä metalli-metalli vuorovaikutukset voivat tuoda materiaaliin lisäominaisuuksia kuten sähkönjohtokyvyn. Jyväskylän yliopistossa tarkastettavassa väitöskirjatutkimuksessaan Kalle Kolari valmisti yksiulotteisia, ketjumaisia koordinaatioyhdisteitä käyttäen hyödyksi metalli-ionien ja orgaanisten molekyylien itsestään järjestäytymistä heikkojen vuorovaikutusten avulla.
Julkaistu
22.5.2020

Väitöstutkimuksessa tutkittiin ketjurakenteen muodostumiseen vaikuttavia tekijöitä. Nämä tekijät voidaan jakaa kahteen ryhmään: valmistamisessa käytettävien metallien sekä orgaanisten yhdisteiden valintaan sekä ketjurakenteen muodostumisolosuhteisiin.

Havaittiin, että orgaanisen molekyylin rooli on yksi merkittäväimmistä tekijöistä, mitä tulee muodostuvan ketjun rakenteeseen sekä metallien väliseen etäisyyteen ja siten vuorovaikutuksiin rakenteissa. Orgaanisen molekyylin rakenne vaikuttaa suuresti itsestään järjestäytymisprosessissa esiintyviin heikkoihin vuorovaikutuksiin.

Tämä havaittiin erityisesti platinan metallopolymeerin valmistamisessa, sillä orgaanisen molekyylin rakenteessa esiintyvien fluoria sisältävien ketjujen sekä platina-atomien välisien vuorovaikutuksien ansiosta, aikaansaatiin luminesoiva eli valoa tuottava geeli. Geelin kuiturakenne osoittautui sisältävän harvemmin havaittuja kierteisiä kuituja. Materiaali myös säilyttää rakenteensa korkeammissa lämpötiloissa sekä kestää hyvin mekaanista rasitusta.

Geelin avulla saatiin arvokasta lisätietoa platina-atomien välisistä vuorovaikutuksista geelissä hyödyntäen valokemiallisia analyysimenetelmiä. Tutkimustuloksia voidaan tulevaisuudessa hyödyntää räätälöityjen ketjurakenteisten yhdisteiden valmistamiseen etenkin tilanteissa, joissa ketjurakenne sisältää metalli-atomien välisiä vuorovaikutuksia.

Väitöstutkimus on julkaistu Jyväskylän yliopiston JYU Dissertations -sarjassa, numero 220, Jyväskylä, 2020.
ISBN 978-951-39-8162-4 (PDF), URN:ISBN:978-951-39-8162-4, ISSN 2489-9003: XX 
Linkki julkaisuun:

FM Kalle Kolarin epäorgaanisen ja analyyttisen kemian väitöskirjan "Metal-metal contacts in late transition metal polymers" tarkastustilaisuus on perjantaina 22.5.2020 kello 13 alkaen Jyväskylän yliopistossa. Vastaväittäjänä on professori Laura Rodríguez Raurell Barcelonan yliopistosta Espanjasta  ja kustoksena on professori Matti Haukka Jyväskylän yliopistosta. Väitöstilaisuuden kieli on englanti.

Yleisö voi seurata tilaisuutta verkkolähetyksenä, linkki Zoom-webinaariin (suositellaan Zoom-sovelluksen asentamista tai Chrome-selaimen käyttöä): 
Meeting ID: 643 2025 1369

³¢¾±²õä³Ù¾±±ð³Ù´ÇÂá²¹:
Kalle Kolari, kalle.k.kolari@student.jyu.fi