近室温自旋交叉材料的设计合成及器件化基础研究

一定外界条件扰动下具有分子双稳态的自旋交叉化合物在信息存储、分子开关、显示器件等方面具有广阔的应用前景。本课题拟在前期研究工作的基础上，以自旋交叉材料器件化应用研究为目标，开展：I.室温或近室温并伴随热滞的自旋交叉化合物的设计合成, 优选出适合实际应用的室温或近室温自旋交叉化合物;II.采用表面活性剂软模板法制备自旋交叉纳米粒子，通过对反应条件的控制，实现不同粒径及形貌自旋交叉纳米粒子的可控制备，系统探讨自旋交叉纳米粒子的尺寸及形貌与其自旋交叉性质间的关系；III.采用掺杂法，将分布均匀、不同粒径的自旋交叉纳米粒子与高分子材料相复合，制备出自旋交叉/聚合物复合薄膜材料，探讨复合薄膜材料的自旋交叉性质及最佳制备条件。该项目的完成将为自旋交叉材料在信息存储、光开关等领域的器件化研究提供理论依据和技术支持。

按照计划任务书，项目主要从自旋交叉材料的器件化应用研究角度出发，通过设计和合成Schiff碱衍生物配体，与FeII构筑FeII-N4O2体系单核化合物，获得了3个自旋转变温度接近室温的自旋交叉配合物，探讨了化合物中配体取代基效应与自旋交叉性质之间的关系；其次，通过引入表面活性剂聚乙二醇-400(PEG-400)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，制备了两个体系的近室温自旋转换体系的不同尺寸及形貌的微纳米粒子，并进行了一系列的表征。结果表明：随着自旋交叉配合物粒子尺寸的减小，配合物的自旋交叉性质显著改变。当粒子尺寸从微米级减小到纳米级时，配合物仍然保持突变的自旋转变性质，同时出现了热滞回环。再次，选用成膜性良好、环境友好的聚合物羟丙基甲基纤维素(HPMC)、聚乙烯醇(PVA)、琼脂糖(AG)、壳聚糖(CS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP，K30)作为成膜基质，制备出了具有自旋交叉性质的自旋交叉/聚合物复合薄膜材料，探讨了自旋交叉复合薄膜的制备的最佳制备条件，研究了自旋交叉化合物在高分子聚合物基质中的自旋交叉行为。该项目的完成为自旋交叉材料在信息存储、光开关等领域的器件化研究提供理论依据和技术支持。