江西理工大學(xué)胡兆波課題組、彭燕課題組和南京大學(xué)宋友課題組合作，以溴化錳和氯化氯代膽堿為原料，水熱法合成了一例室溫附近發(fā)生可逆結(jié)構(gòu)相變的有機(jī)-無機(jī)雜化材料。該材料在室溫附近具有磁-光-介電三重協(xié)同響應(yīng)，首次在分子基材料中發(fā)現(xiàn)多種物理性質(zhì)同時(shí)在結(jié)構(gòu)相變處協(xié)同變化的現(xiàn)象。
近年來，具有可調(diào)控特性的多功能分子材料引起了越來越多的關(guān)注。這類化合物往往具有豐富的物理性質(zhì)，如熒光、磁性等。在眾多的多功能材料中，具有磁-光或磁-電耦合的多功能分子材料由于其在光電器件中的應(yīng)用而一直處于材料科學(xué)研究的前沿。然而，如何在單個(gè)材料中同時(shí)實(shí)現(xiàn)磁-光和磁-電耦合，尤其是在室溫附近實(shí)現(xiàn)多種可調(diào)控的功能仍然是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。 有機(jī)-無機(jī)雜化相變(Organic-inorganic hybrid phase transition)材料,簡稱OIHPT材料，作為多功能材料的重要組成部分，結(jié)合了有機(jī)部分和無機(jī)部分的優(yōu)點(diǎn)，因此比傳統(tǒng)的無機(jī)和有機(jī)材料具有更大的優(yōu)勢。有機(jī)部分的結(jié)構(gòu)柔性和動(dòng)態(tài)行為，使得OIHPT材料可以發(fā)生結(jié)構(gòu)相變，而無機(jī)部分則保證了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。眾所周知，相變的發(fā)生往往伴隨著材料物理性質(zhì)的改變，如磁性、熒光、介電等。因此，通過選擇合適的金屬和有機(jī)胺陽離子有助于我們獲得具有磁-光-介電耦合的多功能分子材料。 錳離子（MnII）由于其d軌道電子的高自旋構(gòu)型，多見于與磁性相關(guān)的材料中。然而，在紫外光的照射下，它還能表現(xiàn)出熒光特性。MnII離子的d-d禁阻躍遷發(fā)光性能可以將其磁性和光學(xué)性質(zhì)相關(guān)聯(lián)，而化合物的結(jié)構(gòu)相變可能會(huì)誘導(dǎo)大部分物理性質(zhì)在相變附近發(fā)生大的改變。因此，基于MnII離子來構(gòu)建有機(jī)-無機(jī)雜化材料會(huì)使我們很容易獲得具有磁-光-介電等多種物理性質(zhì)協(xié)同的功能分子材料。 基于上述考慮，將溴化錳與氯化氯代膽堿通過簡單的水熱合成法獲得了OIHPT材料(C5NH13Cl)2MnBr4。該材料在室溫附近（321 K）表現(xiàn)出磁-熒光-介電的協(xié)同響應(yīng)現(xiàn)象。更深入的研究發(fā)現(xiàn)材料的這些可變的物理現(xiàn)象來源于材料的結(jié)構(gòu)相變。這一研究為基于相變探索多功能材料提供了一個(gè)全新的案例，將有助于我們更好地理解結(jié)構(gòu)與性能的相關(guān)性，從而提高材料的預(yù)期性能。 論文信息 Near-Room-Temperature Synergetic Response of Magnetism, Dielectricity and Luminescence Based on (C5NH13Cl)2MnBr4 Hai-Quan Yao, Long-He Li, Prof.?Dr. Shi-Yong Zhang, Dr. Yan Peng, Dr. Sui-Jun Liu, Prof.?Dr. He-Rui Wen, Dr. Jinlei Zhang, Prof.?Dr. Heng-Yun Ye, Prof.?Dr. You Song, Dr. Zhao-Bo Hu Chemistry – A European Journal DOI: 10.1002/chem.202300598
