功能性有机-无机杂化材料的组装与性质研究

功能性有机-无机杂化材料的研究处于化学、物理、材料和信息等多学科交叉点，是当今国际化学研究非常活跃的前沿领域之一。有机-无机杂化材料兼有无机材料和有机材料的特性。一方面，金属离子是构成这类材料的基本要素之一，金属离子所特有的磁学、光学、电学、氧化-还原特性等都可能体现在所设计合成的分子材料中；另一方面，此类材料的基本要素之二是有机配位体，有机配体的多样性、可修饰性和与各种金属离子的不同组合，为设计并合成尺寸可控、形状可控和性质可控的各种类型的分子材料提供了可能性。同时，金属离子所特有的光、电、磁等性质在配位场下可得到微妙的调控，而且通过金属离子与有机配体的巧妙结合可产生单组分所不具有的新的性质。因此，有机-无机杂化材料在分子磁性、信息存储、催化和分子电子材料等方面有着广泛而诱人的应用前景。

本课题组从20世纪90年代中期开展了这一领域的研究，在新型功能性有机-无机杂化材料的设计、组装、合成、结构和性质研究中取得重要成果。本成果的主要内容有：（1）采用合成单核、多核及大环配合物的新方法，使设计具有预期功能性的新型配合物和有机-无机杂化材料能快速方便地实现。某些异多核体系和金属大环配合物为未见文献报道的新类型配合物。（2）在配合物磁性研究中归纳出某些新规律，并将分子力学和量子化学计算方法率先应用于多金属偶合体系，为磁功能有机-无机杂化材料的分子设计和晶体组装提供了某些指导性信息。（3）合成出一批结构新颖、性质独特的新型功能配合物，如：高自旋基态的铁磁偶合配合物、结构新颖的超分子配合物和性能独特的大环配合物等。（4）在国内首次获得分子铁磁体，可望发展出一类体积小、比重轻、易于复合加工成型的新一代磁体。（5）在国内首次获得转换温度接近室温并伴有滞后和热致变色现象的自旋转换体系，为新型信息存储材料的研制提供了新的途径。某些合成方法已被国内外同行仿照使用。(www.xing528.com)

成果完成人：程鹏、杨光明、刘欣、李立存、王文珍、寇会忠