Dumitru-Claudiu Sergentu, asistent universitar doctor la Facultatea de Chimie a Universității „Alexandru Ioan Cuza” din Iași (UAIC) și asistent de cercetare științifică în cadrul laboratorului ICI-RECENT AIR al UAIC, a publicat, la data de 27 februarie 2025, în revista Science, studiul „Berkelium–carbon bonding in a tetravalent berkelocene” (Science, volumul 387, pp. 974-978). Publicarea acestui studiu reprezintă un moment istoric în cercetarea și dezvoltarea chimiei de coordinație a actinidelor, întrucât include sinteza, structura și elementele de spectroscopie ale acestui compus chimic, recunoscut pentru importanța sa deosebită în identificarea și raționalizarea legăturilor chimice extrem de atipice la care participă elementele transplutonice. Actinidele sunt elemente metalice radioactive cu aplicații în industria medicală și energetica nucleară, acestea fiind extrem de nocive vieții odată intrate în contact necontrolat cu mediul înconjurător. Revista Science este cea mai prestigioasă și influentă revistă din lume, alături de Nature, în domeniul științelor interdisciplinare. Prin această reușită, dr. Dumitru-Claudiu Sergentu devine primul cercetător al Universității „Alexandru Ioan Cuza” din Iași cu rezultate de cercetare publicate în cele mai prestigioase reviste pentru științe interdisciplinare: Nature și Science.
Studiul „Berkelium–carbon bonding in a tetravalent berkelocene” este semnat de dr. Dumitru-Claudiu Sergentu în calitate de autor principal, cu contribuții egale. Experiența și interesele sale de cercetare acoperă diverse direcții în domeniul chimiei teoretice și computaționale a lantanidelor și actinidelor, al magnetismului molecular.
Studiul realizat de dr. Dumitru-Claudiu Sergentu și colaboratorii de la Universitatea din California Berkeley, Laboratorul Național Berkeley și Universitatea Statului New York din Buffalo (SUA), raportează și completează seria actinocenelor cu structura lipsă ce implică atomul de berkeliu: Bk(C8H8)2 – berkelocena. Aceasta reprezintă ultima structură de tip sandwich ce poate fi sintetizată cu un atom actinid tetravalent iar sinteza ei reprezintă un punct de cotitură în dezvoltarea chimiei organometalice a berkeliului.
„Spre deosebire de ferocenă, berkelocena, asemenea actinocenelor anterioare, nu are aplicabilitate practică imediată, dar prezintă o importanță uriașă pentru știința fundamentală: prin intermediul ei, oamenii de știință înțeleg mai bine cum elementele actinide transplutonice, precum berkeliu, californiu sau lawrențiu, formează legături chimice folosind orbitalii 5f. Această cunoaștere ne poate ghida în viitor spre dezvoltarea unor materiale avansate sau tehnologii nucleare mai eficiente, pe baza acestor elemente care, în prezent, sunt în stadiul de elemente exotice”, a declarat ACS. Dr. Dumitru-Claudiu SERGENTU.
Din punct de vedere istoric, chimia organometalică cu metale de tranziție a cunoscut o ascensiune remarcabilă începând cu anul 1950, atunci când cercetătorii Geoffrey Wilkinson și Ernst Otto Fischer au elucidat pentru prima dată structura de tip sandwich – de neconceput la acea vreme – a unui compus care fusese deja descoperit din greșeală de două ori, numit ferocenă, Fe(C₅H₅)₂. Pentru această descoperire revoluționară, Wilkinson și Fischer au împărțit Premiul Nobel pentru Chimie în anul 1973. La acea vreme, cercetătorii au intrat într-o cursă contra cronometru pentru descoperirea și dezvoltarea chimiei organometalice a structurilor de tip sandwich, care conțin elemente din seriile lantanidelor și actinidelor, acestea din urmă fiind situate în partea inferioară a tabelului periodic. Andrew Streitwieser Jr. și Ulrich Mueller-Westerhoff au raportat prima sinteză a unui complex molecular de tip sandwich ce implică o actinidă: U(C₈H₈)₂, cunoscut sub numele de uranocenă. Descoperirea uranocenei a uluit comunitatea științifică de la acea vreme, întrucât marca apariția unei noi clase de compuși prin intermediul cărora se puteau evidenția și raționaliza legăturile chimice exotice la care participă actinidele. Până în prezent, structuri de tipul uranocenei au fost raportate și pentru actinidele toriu (Th), protactiniu (Pa), neptuniu (Np) și plutoniu (Pu). Seria acestor compuși organometalici cu structură de tip sandwich, denumită seria actinocenelor, a reprezentat una dintre cele mai importante și influente clase de compuși chimici, care au contribuit semnificativ la înțelegerea proprietăților fizice și chimice ale actinidelor.
Science este o revistă științifică cu acces deschis, care publică cercetări de înaltă calitate din toate domeniile științelor naturale și are un factor de impact de 44,7.
Studiul „Berkelium–carbon bonding in a tetravalent berkelocene” este disponibil la adresa: https://www.science.org/doi/10.1126/science.adr3346
Figură 1. Structura complexului cu structura de tip sandwich berkelocenă (credit: Science)
