分子磁體在數據存儲和處理等領域具有潛在的廣泛應用前景,設計和合成具有高自旋基態的新型分子納米磁體是該領域的一項富有挑戰性的課題。
近日,大連理工大學段春迎教授團隊的劉濤教授與日本九州大學(Kyushu University)、日本同步輻射研究機構(JASRI)、大阪大學(Osaka University)等機構合作,成功合成了具有高自旋基態的氰基橋聯Fe42分子納米磁體。該研究成果發表在《自然·通訊》雜志上(A ferromagnetically coupled Fe42 cyanide-bridged nanocage, Nat. Commun., 2015, DOI: 10.1038/ncomms6955)。
該Fe42磁性團簇分子包含18個高自旋的FeIII離子和24個低自旋的FeII離子。研究團隊利用日本的大型同步輻射光源“Spring-8”研究上述分子的結構,發現其為具有納米空腔的超分子籠狀物(分子籠的直徑為2納米)。 氰基橋聯Fe42納米籠的基態自旋值(S)高達45,來源于磁性金屬中心之間的鐵磁耦合作用。S=45是目前分子磁體中最高的基態自旋值;這種分子的磁性強度非常大,可達自然界中磁性極強的稀土元素鏑的近10倍。
這種極小的分子籠具有容納其它分子的特性,有望做為新型載藥系統。