Tại Okinawa, Nhật Bản, vào ngày 7 tháng 7 năm 2025, một nhóm nghiên cứu tại Viện Khoa học và Công nghệ Okinawa (OIST) đã thực hiện một phát hiện mang tính cách mạng. Họ đã tổng hợp một dẫn xuất ferrocene ổn định với 20 electron, một hợp chất hữu cơ kim loại dựa trên sắt. Điều này thách thức quy tắc 18 electron đã được thiết lập, một nền tảng của hóa học hữu cơ kim loại.
Quy tắc 18 electron từ lâu đã quy định sự ổn định của các phức chất kim loại chuyển tiếp, cho rằng 18 electron hóa trị xung quanh nguyên tử kim loại dẫn đến sự ổn định tối ưu. Ferrocene, được phát hiện vào năm 1951, hoàn toàn phù hợp với quy tắc này. Nhóm OIST, do Tiến sĩ Satoshi Takebayashi dẫn dắt, đã phát triển một hệ thống ligand mới để ổn định dẫn xuất ferrocene 20 electron, điều mà trước đây được coi là khó khả thi.
Phát hiện này nâng cao đáng kể hiểu biết của chúng ta về metallocenes, có cấu trúc "bánh sandwich". Hai electron hóa trị bổ sung trong dẫn xuất mới này giới thiệu các tính chất redox phi truyền thống. Điều này có thể mở rộng ứng dụng của ferrocene trong xúc tác và khoa học vật liệu. Truyền thống, các trạng thái oxy hóa của ferrocene đã bị giới hạn, nhưng phát hiện này có thể mở khóa các trạng thái mới thông qua việc hình thành liên kết Fe–N.
Nghiên cứu, được công bố trên tạp chí Nature Communications, bao gồm sự hợp tác với các nhà khoa học từ Đức, Nga và Nhật Bản. Sự tiến bộ này có thể mở đường cho hóa học bền vững, bao gồm xúc tác xanh và vật liệu tiên tiến. Các dẫn xuất ferrocene đã được sử dụng trong pin mặt trời, dược phẩm và thiết bị y tế. Phát hiện này có thể dẫn đến các ứng dụng mới và truyền cảm hứng cho những ứng dụng hoàn toàn mới.