郑丽敏教授课题组在磁光双功能分子材料研究方

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  8月30日,美国化学会旗舰杂志《美国化学会志》正式刊发了题为“作为功能材料前驱体的半夹心金属羰基配合物:从近红外染料到单分子磁体” 的论文。该论文由我校国家脉冲强磁场科学中心王振兴副教授与南京大学王新平教授、宋友教授,美国加州大学戴维斯分校Philip P. Power教授等合作完成,王新平教授、宋友教授、王振兴副教授及Philip P. Power教授为文章的共同通讯作者,强磁场中心欧阳钟文教授、博士生尹磊参与了相关工作。

最近,化学化工学院郑丽敏教授课题组在基于金属有机膦酸的磁光双功能材料研究中取得重要进展,其成果“Reversible SC-SC Transformation involving [4+4] Cycloaddition of Anthracene: A Single-Ion to Single-Molecule Magnet and Yellow-Green to Blue-White Emission” 于2018年7月9日刊登在德国应用化学上(Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 8577–8581; DOI: 10.1002/anie.201804102)。我院2017级博士研究生黄信达为该论文第一作者,郑丽敏教授为论文的通讯作者。

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分子基磁性材料是一类在分子水平上通过超分子组装得到的新型磁性材料。将磁光双功能复合在同一个分子材料体系中并实现不同功能之间的耦合,是实现高密度信息存储、信息转换的重要方法之一,相关研究将进一步推动分子基磁性材料和新型多功能分子材料的应用与器件化研究。郑丽敏教课题组成功制备一例包含蒽基的稀土镝单离子磁体,利用蒽基的可逆[4+4]环加成反应,实现了光致分子磁性和光学性质的可逆调控。相对于光照前的化合物,光二聚产物的单分子磁体能垒增加一倍,发光颜色从黄绿色变为蓝白色,同时伴随可逆的单晶到单晶的结构转换。这一工作为设计合成可应用于磁光存储或开关器件的双稳态智能分子材料提供了新的途径。

优信彩票购彩大厅,  半夹心金属羰基配合物是一种众所周知的金属有机化合物,这类化合物能够提供17电子的自由基阳离子,反应活性远高于18电子前驱体,对当量化学反应和催化转变的研究至关重要,在有机合成和金属有机化学中扮演着极其重要的角色。其中,双原子半夹心金属羰基配合物是研究金属蛋白和金属基功能材料中金属-金属化学键的关键材料,目前还未出现含有金属-金属半化学键的异核双金属自由基的报道。为此,王振兴所在的电子自旋共振团队和合作者们定向合成了Cr-Co异核双金属化合物和Cr-Cr同核双金属化合物,并运用晶体学、光学、磁测量学、强磁场ESR等多种手段,对其氧化处理后的物质形态及性质等进行表征分析与研究。研究发现,经过脱电子氧化,Cr-Co异核双金属化合物转变为一个异核双金属自由基,该异核双金属自由基有一个长且弱的Cr-Co键,含有独特的金属-金属半化学键,其近红外吸收带远低于已报道的双核金属羰基配合物。同时,另一个Cr-Cr同核双金属化合物在脱电子氧化后出现一种分解产物,这种分解产物的晶体在戊烷中发生了单晶到单晶的转换,变成了一种新晶体,这种新晶体展现出了明显的单分子磁体性质。该项研究首次报道了含有金属-金属半化学键的异核双金属自由基,为金属羰基配合物氧化处理制备成具有特定功能的新材料提供了有效途径。

以上研究工作得到了国家自然科学基金委、科技部国家重大研发计划和人工微结构科学与技术协同创新中心的支持。

  据了解,此次发表在《美国化学会志》的研究成果,是强磁场中心ESR团队近期在《化学科学》、《德国应用化学》发表论文后的又一重要成果。这些成果是ESR团队围绕分子基磁性材料开展的系列研究,揭示了分子基磁性材料的相关磁特性及物理化学变化,拓展了人们对该类材料的认识,为今后的深入研究奠定了理论与实验基础。

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