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福建物構(gòu)所光致變色材料研究取得新進展

作者: 2015年10月16日 來源:互聯(lián)網(wǎng) 瀏覽量:
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光致變色物質(zhì)具有顏色和多種物理性質(zhì)可逆變化的特征,其中磁性隨光刺激發(fā)生變化(即所謂光磁效應(yīng))的化合物除具有一般光致變色物質(zhì)的強光防護、光開關(guān)等功能外,還可能在磁共振成像、光信息存儲等方面發(fā)揮重要作用。

  光致變色物質(zhì)具有顏色和多種物理性質(zhì)可 逆變化的特征,其中磁性隨光刺激發(fā)生變化(即所謂光磁效應(yīng))的化合物除具有一般光致變色物質(zhì)的強光防護、光開關(guān)等功能外,還可能在磁共振成像、光信息存儲 等方面發(fā)揮重要作用。多氰基配位化合物被認為是最有發(fā)展前景的此類材料,多年來備受關(guān)注,但是,其光磁效應(yīng)通常在液氮溫度以下發(fā)生,而罕見于室溫附近。因 此,發(fā)展具有室溫光磁效應(yīng)的光致變色多氰基配位化合物具有重要的科學意義。

    中國科學院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所結(jié)構(gòu)化學國家重點實驗室研究員郭國聰率領(lǐng)的研究團隊長期從事無機–有機雜化功能物質(zhì)的結(jié)構(gòu)化學研究。2003年,他們報道了[NdIII(DMF)4(H2O)3(μ-CN)FeIII(CN)5]·H2O (NdFeDMF)的合成和晶體結(jié)構(gòu)。之后,日本和意大利兩個研究小組發(fā)現(xiàn),該化合物及類似的其它3d–4f多氰基配位化合物具有新穎的光磁效應(yīng),但光磁轉(zhuǎn)變溫度低于50 K,且其內(nèi)在機制尚存在爭議。近期,郭國聰和王明盛研究團隊在國家自然科學基金、福建省自然科學基金等資助下發(fā)現(xiàn),[EuIII(18--6)(H2O)3]FeIII(CN)6·2H2O在 室溫時經(jīng)紫外光或紫光照射后,冠醚氧上的孤對電子轉(zhuǎn)移到了三價鐵上,生成了穩(wěn)定的冠醚自由基和二價鐵,晶體顏色由黃綠色變?yōu)槌壬?,變色后的樣品在暗室中靜 置或加熱又能褪色,之后又能再次光照顯色,表現(xiàn)出典型的光致變色現(xiàn)象。變色前后,化合物的磁性發(fā)生了顯著的變化。在該工作中,晶體粉末經(jīng)波長為355 nm、功率密度為60 mW/cm2的二極管泵浦固體激光器照射10分鐘后,室溫時的MT 值下降33.5%,比NdFeDMF的報道值(< 3%)大得多。

  該項工作首次發(fā)現(xiàn)了3d-4f多氰基配位化合物的光致變色現(xiàn)象和室溫光磁效應(yīng),不僅從已知化合物中成功地挖掘出一類光致變色材料,而且發(fā)展出一類具有室溫光磁效應(yīng)的光誘導價態(tài)互變(valence tautomeric)化合物,近期以通訊形式發(fā)表在J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 10882−10885

  此前,該研究團隊已經(jīng)在無機−有機雜化光致變色物質(zhì)的結(jié)構(gòu)化學研究方面取得了系列進展(Angew. Chem. Int. Ed., 2007, 46, 3269、2008, 47, 35652008, 47, 4149、2012, 51, 3432、2014, 53, 92982014, 53, 11529;Chem. Commun., 2010, 46, 361, review)。

福建物構(gòu)所光致變色材料研究取得新進展

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標簽:光致變色多氰基配位化合物

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