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多功能分子基磁性材料的设计合成与结构性能调控

成果类型:: 实用新型专利

发布时间: 2023-09-22 16:59:16

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 王伯钊 | 2023-09-22 16:59:16

项目针对分子基磁性材料合成与调控难、能垒低、磁热效应小等关键科学问题,取得了以下科学发现:1.使用“氧化物诱导组装”策略构筑了多个系列的稀土分子磁体和磁制冷剂,阐明了氧化物在合成中的重要作用以及配体与材料结构的内在相关性,发现了金属离子、非配位基团、溶剂分子对稀土分子基磁性材料磁性质的影响规律。2.开展了温度和湿度诱导的动态钆基MOFs的研究,克服了直接合成的难题。通过精准加热和水蒸气熏蒸,实现了分步可逆单晶转化以及结构性能调控。3.利用“分步组装”策略,首次合成了一系列氰基桥联的手性一维链分子基磁性材料;以手性希夫碱配体为原料,获得了系列多功能手性光磁材料,开创了多功能分子基磁性材料的合成新方法。

1.针对具有反钙钛矿结构锰氮化合物材料体系的反常霍尔效应、自旋霍尔效应以及自旋翻转的调控,成功设计并合成了一种新型多功能分子基磁性材料。2.在该研究中,研究人员利用自旋霍尔效应和自旋极化的相关现象,成功实现了对自旋极化方向的调控,进一步产生了自旋流。这一成就是通过调控材料的反铁磁有序结构实现的,显示出强大的潜力。3.研究人员还发现,通过引入应力、化学掺杂等手段,可以进一步实现对非共线自旋有序结构的调控,这为未来通过材料设计实现对自旋流的更有效操控打下了基础。4.该研究不仅在理论层面进行了深入探讨,还成功制备出了这种多功能分子基磁性材料并对其进行了详细的结构性能分析。该研究在多功能分子基磁性材料的设计、合成与结构性能调控方面取得了显著成果,为未来磁性材料研究和应用提供了新的思路和方向。

1. 数据存储:磁性材料是现代磁记录和信息存储的重要支柱,如硬盘、磁带等。多功能分子基磁性材料因其特殊的结构性能,可以在提高存储密度、降低功耗等方面发挥重要作用。2. 磁电子学:磁电子学是研究电子在磁场中的运动和其与磁性物质的相互作用及其应用的科学。多功能分子基磁性材料具有优异的磁学和电学性能,有望在磁电子器件(如磁随机存储器、磁传感器等)中发挥关键作用。3. 生物医学:多功能分子基磁性材料因其良好的生物相容性和磁响应性,可用于药物输送、磁共振成像(MRI)造影剂、癌症治疗等生物医学领域。4. 电磁波吸收与屏蔽:多功能分子基磁性材料可以吸收特定频率的电磁波,有效防止电磁干扰和辐射伤害,对于提高电子设备性能、保障人体健康具有重要意义。5. 能源领域:多功能分子基磁性材料可以应用于磁制冷、磁热发电等领域,实现能源的高效利用和可再生。

江西理工大学创办于1958年,原名江西冶金学院,1988年更名为南方冶金学院,2004年更名为江西理工大学。学校曾先后隶属于冶金工业部、中国有色金属工业总公司,2013年成为江西省人民政府、工业和信息化部、教育部共建高校。学校是国务院批准具有博士、硕士和学士学位授予权的单位,是一所以工学为主,理工结合,管理学、经济学、法学、文学、艺术学、教育学等多学科协调发展,面向全国招生和就业并有权接收华侨及港澳台学生和留学生的教学研究型大学;是宝钢教育奖评审高校;学校具有推荐优秀本科生免试攻读硕士学位资格;是我国有色金属工业和钢铁工业重要的人才培养和科研基地,被誉为“有色冶金人才摇篮”。学校拥有国家稀土功能材料创新中心、国家离子型稀土资源高效开发利用工程技术研究中心、国家铜冶炼及加工工程技术研究中心、教育部稀有稀土省部共建协同创新中心、国家市场监管重点实验室(稀土产品检测与溯源)、国家钨与稀土产品质量监督检验中心、离子型稀土资源开发及应用教育部重点实验室、钨资源高效开发及应用技术教育部工程研究中心等一批国家科研平台,1个国家级现代产业学院、4个国家级工程实践教育中心。

多功能分子基磁性材料的设计合成与结构性能调控产生的效益是多方面的。首先,通过对其深入理解和研究,可以进一步理解和利用物质的磁性,从而在科学研究和应用上产生新的突破。例如,通过精确调控分子的化学结构和相互作用,可以实现对材料磁性和光电性质的优化,从而制造出性能更优的磁性材料。其次,多功能分子基磁性材料在制造高密度、低能耗的电子器件方面有很大的应用潜力。例如,它们可以用于制造新的磁存储器件,提高存储密度和数据传输速度,同时降低功耗。此外,多功能分子基磁性材料还可以用于信息处理、电磁波吸收与屏蔽、能源等领域。例如,它们可以作为新型的磁性记录材料,用于制造更快速、更稳定的硬盘。同时,它们的磁性和光学性质也可以用于制造新型的显示和照明设备。最后,多功能分子基磁性材料的设计合成与结构性能调控还可以推动相关领域的技术创新和发展。例如,它们可以促进化学、物理、材料科学、信息科学等多个学科的交叉融合,从而推动这些学科的发展和创新。因此,多功能分子基磁性材料的设计合成与结构性能调控产生的效益是非常广泛和深远的,对于科学研究和应用都具有重要的意义。

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