Hofmann型磁双稳态材料的设计合成与性能调控

Magnetic bistable materials have important potential application in the field of future memory and switching functions, which could ultimately be utilized for the elaboration of molecule-based devices. The contemporary exploitation of magnetic bistable materials that work at near or above room temperature is a particularly promising field both at fundamental and applied levels. This project aims at exploration of the rational design of spin-crossover (SCO) materials with host-guest synergistic response. Based on the understanding of the relation between the functionalities and the structural parameters, we will focus on the design and construction of Hofmann-type SCO-active metal-organic framework (MOF) materials, and the exploration of the basic structural requirement for combining the SCO behaviors and the novel physical phenomena as well as potential application. The results will be published in international mainstream scientific journals.

磁双稳态材料由于其显著的磁行为调控与响应效应在未来的信息存储、传感器、分子开关等领域有着潜在的重要应用价值，如何设计合成出能在接近或高于室温区间工作的磁双稳态材料至关重要，是磁化学与磁物理、材料学科交叉前沿研究的重要挑战之一。本项目以定向设计主客体协同响应的自旋交叉材料为目标导向，在良好的前期基础上，主要构筑Hofmann型自旋转换MOF体系。以现代表征技术，跟踪上述目标物对外界多种刺激诱导（如热/光/压力以及光活性分子变换、主客体作用等）下的响应行为和应答机制，探索协同效应所导致的新奇物理现象和潜在的新用途，探寻具有存储和开关功能的新型多步自旋转换体系。

磁双稳态材料由于其显著的磁行为调控与响应效应在未来的信息存储、传感器、分子开关等领域有着潜在的重要应用价值。本项目紧密围绕Hofmann型磁双稳态材料的设计合成与性能调控开展研究，以定向设计主客体协同响应的自旋交叉材料为目标导向，构筑Hofmann型自旋转换MOF体系。以现代表征技术，跟踪上述目标物对外界多种刺激诱导（如热/光以及光活性分子变换、主客体作用等）下的响应行为和应答机制，探索协同效应所导致的新奇物理现象和潜在的新用途，探寻具有存储和开关功能的新型多步自旋转换体系。重要进展小结如下：.1 设计并成功合成出首例光活性的二维和三维Hofmann型自旋交叉配位聚合物，首次实现了利用光化学[2+2]反应可逆地开关自旋交叉行为，为设计光响应自旋交叉材料提供了新的思路。.2 首次实现了可逆的客体驱动光诱导自旋转变，为开发光诱导磁开关材料提供了新的思路。.3 通过一个二维霍夫曼Fe配位聚合物的反常自旋交叉行为，创造性地提出了光/热辅助自旋态退火（LASSA/TASSA）的新操控路径。.基于上述研究结果，共发表学术论文9篇，包括Angew. Chem. Int. Ed. (1篇), CCS Chemistry (1篇), Chem. Sci. (2篇), Sci. China Chem. (1篇), Chem. Commun. (2篇), Inorg. Chem. Front. (1篇), Cryst. Growth Des. (1篇)，9篇论文发表后不久就开始被国际国内同行他引。在国际国内学术会议做主题报告和邀请报告3次。授权国家发明专利2件。1人入选广东省特支计划杰出人才。本项目高质量地实现了原计划的科学研究目标。