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(qiáng)光防護(hù)、光開關(guān)等功能外，還可能在磁共振成像、光信息存儲(chǔ)等方面發(fā)揮重要作用。多氰基配位化合物被認(rèn)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(xué)意義。
中科院福建物構(gòu)所、結(jié)構(gòu)化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室郭國(guó)聰研究員率領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期從事無機(jī)–有機(jī)雜化功能物質(zhì)的結(jié)構(gòu)化學(xué)研究。2003年，他們報(bào)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(gè)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(jī)制尚存在爭(zhēng)議。近期，郭國(guó)聰和王明盛研究團(tuán)隊(duì)在國(guó)家自然科學(xué)基金、福建省自然科學(xué)基金等資助下發(fā)現(xiàn)，[EuIII(18-冠-6)(H2O)3]FeIII(CN)6·2H2O在室溫時(shí)經(jīng)紫外光或紫光照射后，冠醚氧上的孤對(duì)電子轉(zhuǎn)移到了到三價(jià)鐵上，生成了穩(wěn)定的冠醚自由基和二價(jià)鐵，晶體顏色由黃綠色變?yōu)槌壬兩蟮臉悠吩诎凳抑徐o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。在本工作中，晶體粉末經(jīng)波長(zhǎng)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(shí)的?MT值下降33.5%，比NdFeDMF的報(bào)道值(< 3%)大得多。
該項(xiàng)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(dǎo)價(jià)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(tuán)隊(duì)已經(jīng)在無機(jī)?有機(jī)雜化光致變色物質(zhì)的結(jié)構(gòu)化學(xué)研究方面取得了系列進(jìn)展(Angew. Chem. Int. Ed., 2007, 46, 3269、2008, 47, 3565、2008, 47, 4149、2012, 51, 3432、2014, 53, 9298、2014, 53, 11529;Chem. Commun., 2010, 46, 361, review)。
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