【本网讯】 自旋磁学和磁性材料领域一直因其结构理论复杂且涉足大量微观量子领域概念给人一种神秘莫测之感。而目前学术领域对有机分子的自旋磁学性能的讨论或是本征有机碳材料磁性或自旋转变特性的研究更是欠缺的，甚至在一些机理或规律问题上依然是空白。鉴于有机本征材料的独特性及通过各类合成手段获得分子结构的可控性和多样性，学界越来越多的将目光和精力聚焦于这一领域，无论是有机自旋磁学理论的研究还是其相关性能材料的开发。
近期，材料与化学工程学院王帝老师Dr. Di Wang及其研究团队成员以金沙体育为第一完成单位与德国马谱高分子所Prof. Dr. Klaus Müllen(德国化学会主席，德国科学院院士，JACS副主编)，Prof. Dr. Martin Baumgarten课题组合作，在有机结构自旋磁学理论和相关自旋磁性材料及其转变材料方面取得系列突破成果。其中 “Spirobifluorene Mediating the Spin-Spin Coupling of Nitronyl Nitroxide Diradicals” 刊登在ACS的 The Journal of Physical Chemistry 上，并被主编推荐评选为美国化学会当期In Front Cover封面论文，是我校与国外顶级高校/研究所的重要国际科研合作成果。
文章巧妙设计并合成出以螺二芴为有机框架桥连不同取代位置的双氮氧自由基。通过稳定的氮氧自由基这一完全有机自旋磁性中心结构在螺二芴上的主要三个不同位置的连接来完成调节铁磁反铁磁的自旋偶合控制。在实现单分子级别的自旋磁性转变的同时，通过EPR电子自旋共振；SQUID超导量子干涉仪等测试结果和DFT的理论模拟计算也更进一步充实了利用取代位次或构型差异来达到未配对电子量子多重度的改变的理论基础（单/三重态之间的量子多重度转变）。为后续推进研究更多相关有机碳结构单分子磁体乃至有机的聚集态结构磁体磁性打下坚实基础。
另一项是以氮杂环有机配体亚铁复合物体系作为自旋磁性转变材料所取得的新进展并以“Spin Crossover Behavior of FeⅡ Complexes Bridged by Thiophene-Functionalized Triazole Ligands with Different Sizes and Rigidities”为题刊登在今年一月份WILEY的 European Journal of Inorganic Chemistry上。文章通过设计合成了一系列三氮唑衍生物有机配体与亚铁盐进行配合，得到温度响应型高低自旋转变磁性材料。单晶衍射实验结果给出了清晰的链式结构的转化，同时分子磁化率ꭕT随温度的变化呈现明显的温度响应转变窄区间。此转变迅速、稳定且可多次往返恢复，在未来的量子信息计算及存储领域有很广的应用空间。
相关有机自旋磁性分子材料及其自旋磁性转变实物展示：
上述研究成果得到了中国国家自然科学基金（青年基金项目52003004），中国国家自然科学基金（面上基金项目51372059），中国国家自然科学基金（院长基金项目2013GJMS0526），德意志国家研究基金（DFG, The Deutsche Forschungsgemeinschaft, SFB/TR49），中国高校自然科学研究重大课题（安徽省KJ2019ZD51），金沙体育博士启动基金（2019QDZ28）以及中国铁路工程集团有限公司（中国中铁，CREC）部级重大项目的基金资助。
论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.jpca.2c06648
https://doi.org/10.1002/ejic.202200629
(文/图：肖必华、岳政；审稿：丁益)
