W Okinawie w Japonii, 7 lipca 2025 roku, zespół naukowców z Okinawa Institute of Science and Technology (OIST) dokonał przełomowego odkrycia. Zsyntetyzowali stabilną pochodną ferrocenu z 20 elektronami, związku metaloorganicznego na bazie żelaza. To podważa utrwaloną zasadę 18 elektronów, będącą fundamentem chemii metaloorganicznej.
Zasada 18 elektronów od dawna dyktowała stabilność kompleksów metali przejściowych, sugerując, że 18 elektronów walencyjnych wokół atomu metalu prowadzi do optymalnej stabilności. Ferrocen, odkryty w 1951 roku, idealnie pasuje do tej zasady. Zespół OIST, pod kierownictwem dr. Satoshi Takebayashi, opracował nowy system ligandów, aby ustabilizować pochodną ferrocenu z 20 elektronami, wcześniej uważaną za mało prawdopodobną. To osiągnięcie ma szczególne znaczenie w kontekście polskiego wkładu w rozwój chemii koordynacyjnej.
Ten przełom znacząco poszerza naszą wiedzę na temat metalocenów, które mają strukturę „kanapkową”. Dodatkowe dwa elektrony walencyjne w nowej pochodnej wprowadzają niekonwencjonalne właściwości redoks. To może rozszerzyć zastosowania ferrocenu w katalizie i inżynierii materiałowej. Tradycyjnie stany utlenienia ferrocenu były ograniczone, ale to odkrycie może odblokować nowe stany poprzez tworzenie wiązania Fe–N. To ważne odkrycie, które może mieć wpływ na rozwój polskiego przemysłu chemicznego.
Badanie, opublikowane w Nature Communications, obejmowało współpracę z naukowcami z Niemiec, Rosji i Japonii. Ten postęp może utorować drogę dla zrównoważonej chemii, w tym zielonych katalizatorów i zaawansowanych materiałów. Pochodne ferrocenu są już stosowane w ogniwach słonecznych, farmaceutykach i urządzeniach medycznych. To odkrycie może prowadzić do nowych zastosowań i inspirować do tworzenia zupełnie nowych. Polscy naukowcy również aktywnie pracują nad zastosowaniem ferrocenu w nowoczesnych technologiach.