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南开化学百年贡献,分子磁体研究成果,获奖项目

时间:2023-11-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:分子磁体是指在某温度下具有磁石一样的由分子组成的物质。廖课题组于1986年开始涉足配合物磁性和配合物型分子磁体的研究,是我国最早开展此前沿课题的研究集体。由于廖课题组的不懈努力,其研究项目“分子磁性的研究基础”获2003年度国家自然科学二等奖,其研究工作为我国分子磁学的发展做出了突出的贡献:1.提出了合成单核及多核磁耦合配合物的几种新方法,使设计具有预期磁性的新型化合物能快速方便地实现。

南开化学百年贡献,分子磁体研究成果,获奖项目

20世纪80年代,化学领域的重要发现是由分子组成的分子磁体。分子磁体是指在某温度下具有磁石一样的由分子组成的物质。分子磁体的示意图如下:

由于分子合成方式的无限性和分子结合形式的多样性,分子磁体的发现将使先进磁性材料的开发取得突破性的发展。作为分子磁体的首要条件是在分子集合体的晶格中自旋必须有序且平行为主排列,由于这种排布违背了电子成对的一般倾向,显然探讨自旋之间的磁相互作用,研制新型分子磁体是化学家面临的一个新挑战。

廖代正,1962年毕业于复旦大学化学系,同年来南开大学化学系任教,1990年被聘为南开大学化学系教授。2011年退休,2012年被授予南开大学荣誉教授称号。

廖课题组的研究方向为“桥联多核配合物的合成、结构及磁性分子设计”,重点探讨顺磁离子间的磁交换作用及结构与磁性的关系,目标是获得具有预期磁性的多核偶合体系和有应用价值的高自旋基态分子、分子磁体和自旋转换材料。

廖课题组于1986年开始涉足配合物磁性和配合物型分子磁体的研究,是我国最早开展此前沿课题的研究集体。20多年来,先后承担了19项国家自然科学基金(包括3项重点基金)、3项国际合作基金、6项教育部基金(包括5项博士点基金和首届优秀青年教师奖励计划)、3项天津市自然科学基金(含1项重点基金)。由于廖课题组的不懈努力,其研究项目“分子磁性的研究基础”获2003年度国家自然科学二等奖,其研究工作为我国分子磁学的发展做出了突出的贡献:

1.提出了合成单核及多核磁耦合配合物的几种新方法,使设计具有预期磁性的新型化合物能快速方便地实现。共合成了2000多个新型化合物,解析了350多个单晶结构,某些异双、三、四核配合物,金属大环配合物和金属自由基配合物为未见文献报道的新类型配合物。

2.在磁偶合配合物的分子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,为磁偶合体系的分子设计和晶体组装提供了某些指导性信息。

3.提出了某些定量评估多核复杂体系磁交换作用的理论处理方法,为阐明结构与磁性内在关系提供了理论依据,同时推广和使用了“非正规自旋态”“磁轨道正交”“自旋极化”等预测模型进行分子磁性设计。

4.合成一批结构新颖、性质独特的具有高自旋基态的铁磁偶合配合物和金属-自由基配合物,丰富和发展了配合物磁化学和自由基配位化学。(www.xing528.com)

5.在国内首次获得分子铁磁体和分子变磁体以及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配合物,向分子磁性材料的实用化迈出了一大步。

该项研究成果已在美国、德国英国、法国、日本、瑞士、荷兰、芬兰、加拿大、意大利、澳大利亚等国际化学杂志和《中国科学》《科学通报》等国内化学杂志上发表论文515篇,其中被SCI收录345篇,被引用1024篇次。某些论文被多次引用,某些合成方法已被国内外同行仿照使用。

该项目为国家培养了一批从事教育和科学研究的高级人才,其中包括博士后和博士生34人,硕士生52人,国内访问学者11人。

成果完成人:廖代正、王耕霖、姜宗慧、阎世平、程鹏

项目组主要成员工作照

项目组获奖照

廖代正指导学生科研工作

廖代正指导学生科研工作

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