A Coordination Chemistry Approach to the Synthesis of Single- Molecule Magnets

合成单分子磁体的配位化学方法

基本信息

  • 批准号:
    2102603
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 55万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-05-01 至 2024-04-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

In this project, funded by the Chemical Structure, Dynamic & Mechanism B Program of the Chemistry Division, Professor Jeffrey R. Long of the Department of Chemistry at the University of California, Berkeley, is developing new classes of single-molecule magnets. These remarkable molecules behave as tiny, nanoscopic bar magnets, and therefore offer the potential to revolutionize technologies such as information storage and processing. The primary focus of this project is to employ synthetic chemistry to tailor the local environment of molecules with atomic-level precision to give rise to new single-molecule magnets with optimized properties, with the ultimate goal of realizing single-molecule magnets that operate at or near room temperature. This project lies at the interface of inorganic, organic, and physical chemistry, and is therefore well-suited to broadly educate and train young scientists. Finally, virtual science lessons on topics such as states of matter and magnetism will be produced in collaboration with a local community outreach program and taught to elemental school students in the Bay Area. This project aims to develop novel synthetic approaches to enhance magnetic anisotropy, strengthen magnetic coupling, and increase magnetic relaxation times in single-molecule magnets, with the goal of realizing unprecedented operating temperatures. In addition to the myriad technological applications envisioned for single-molecule magnets, their size and electronic structure gives rise to the coexistence of classical and quantum properties, such as magnetic hysteresis and quantum tunneling of the magnetization, respectively. Therefore, single-molecule magnets provide a platform that can be used to predictably engender and fundamentally study novel magnetic behavior at the intersection of quantum and classical physics. Further, the exotic transition metal, lanthanide, and actinide coordination environments that will be targeted for generating designer magnetism have the potential to engender novel chemical reactivity. Finally, it is expected that the magnetic properties of the proposed molecules will afford direct insight into the behavior of other exotic though distinct magnetic species, such as surface adsorbed adatoms, single-chain magnets, and bulk magnetic materials.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
在这个由化学部化学结构、动力学和机理 B 项目资助的项目中,加州大学伯克利分校化学系的 Jeffrey R. Long 教授正在开发新型单分子磁体。这些非凡的分子就像微小的纳米级磁体,因此具有彻底改变信息存储和处理等技术的潜力。该项目的主要重点是利用合成化学以原子级精度定制分子的局部环境,从而产生具有优化性能的新型单分子磁体,最终目标是实现在或接近室温。该项目位于无机化学、有机化学和物理化学的交叉领域,因此非常适合广泛教育和培训年轻科学家。最后,将与当地社区外展计划合作制作有关物质状态和磁性等主题的虚拟科学课程,并向湾区的小学生教授。该项目旨在开发新的合成方法来增强单分子磁体的磁各向异性、加强磁耦合并增加磁弛豫时间,目标是实现前所未有的工作温度。除了单分子磁体设想的无数技术应用之外,它们的尺寸和电子结构还导致经典特性和量子特性的共存,例如磁滞和磁化的量子隧道效应。因此,单分子磁体提供了一个平台,可用于可预测地产生并从根本上研究量子和经典物理学交叉点上的新颖磁行为。此外,奇异的过渡金属、镧系元素和锕系元素配位环境将产生设计磁性,有可能产生新颖的化学反应性。最后,预计所提出的分子的磁性将能够直接洞察其他奇异但不同的磁性物种的行为,例如表面吸附原子、单链磁体和块状磁性材料。该奖项反映了 NSF 的法定使命通过使用基金会的智力优点和更广泛的影响审查标准进行评估,并被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A Trinuclear Gadolinium Cluster with a Three-Center One-Electron Bond and an S = 11 Ground State
具有三中心单电子键和 S = 11 基态的三核钆团簇
  • DOI:
    10.1021/jacs.3c00182
  • 发表时间:
    2023-04-26
  • 期刊:
  • 影响因子:
    15
  • 作者:
    McClain, K. Randall;Kwon, Hyunchul;Chakarawet, Khetpakorn;Nabi, Rizwan;Kragskow, Jon G. C.;Chilton, Nicholas F.;Britt, R. David;Long, Jeffrey R.;Harvey, Benjamin G.
  • 通讯作者:
    Harvey, Benjamin G.
Electron Density Analysis of Metal–Metal Bonding in a Ni 4 Cluster Featuring Ferromagnetic Exchange
以铁磁交换为特征的 Ni 4 团簇中金属与金属键合的电子密度分析
  • DOI:
    10.1021/acs.inorgchem.2c03170
  • 发表时间:
    2023-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Leiszner, Sofie Stampe;Chakarawet, Khetpakorn;Long, Jeffrey R.;Nishibori, Eiji;Sugimoto, Kunihisa;Platts, James A.;Overgaard, Jacob
  • 通讯作者:
    Overgaard, Jacob
Ultrahard magnetism from mixed-valence dilanthanide complexes with metal-metal bonding
具有金属-金属键合的混合价二镧系元素络合物的超硬磁性
  • DOI:
    10.1126/science.abl5470
  • 发表时间:
    2022-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    56.9
  • 作者:
    Gould, Colin A.;McClain, K. Randall;Reta, Daniel;Kragskow, Jon G.;Marchiori, David A.;Lachman, Ella;Choi, Eun;Analytis, James G.;Britt, R. David;Chilton, Nicholas F.;et al
  • 通讯作者:
    et al
Divalent Lanthanide Metallocene Complexes with a Linear Coordination Geometry and Pronounced 6s–5d Orbital Mixing
具有线性配位几何结构和明显 6s–5d 轨道混合的二价镧系金属茂配合物
  • DOI:
    10.1021/jacs.2c09880
  • 发表时间:
    2022-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    15
  • 作者:
    McClain, K. Randall;Gould, Colin A.;Marchiori, David A.;Kwon, Hyunchul;Nguyen, Trisha T.;Rosenkoetter, Kyle E.;Kuzmina, Diana;Tuna, Floriana;Britt, R. David;Long, Jeffrey R.;et al
  • 通讯作者:
    et al
Strong Axiality in a Dysprosium(III) Bis(borolide) Complex Leads to Magnetic Blocking at 65 K
镝 (III) 双硼化物络合物中的强轴性导致 65 K 时的磁阻挡
  • DOI:
    10.1021/jacs.2c08568
  • 发表时间:
    2023-01-25
  • 期刊:
  • 影响因子:
    15
  • 作者:
    Long, Jeffrey R.;Chilton, Nicholas F.;Vincent, Alexandre H.;Whyatt, Yasmin L.
  • 通讯作者:
    Whyatt, Yasmin L.
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Jeffrey Long其他文献

Who We Are and How We Got Here: Ancient DNA and the New Science of the Human Past, by David Reich
我们是谁以及我们如何来到这里:古代 DNA 和人类过去的新科学,作者:David Reich
Guidelines and standards for the study of death and recalled experiences of death––a multidisciplinary consensus statement and proposed future directions
死亡和死亡回忆研究的指南和标准——多学科共识声明和拟议的未来方向
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    S. Parnia;S. Post;Matthew T. Lee;S. Lyubomirsky;T. Aufderheide;C. Deakin;B. Greyson;Jeffrey Long;A. Gonzales;Elise L Huppert;Analise Dickinson;S. Mayer;Briana Locicero;J. Levin;Anthony P. Bossis;E. Worthington;Peter Fenwick;T. Shirazi
  • 通讯作者:
    T. Shirazi
God’s characteristics as reported by near-death experiencers
濒死体验者所报告的上帝特征
  • DOI:
    10.32388/2ti1t7
  • 发表时间:
    2023-09-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Patrizio E. Tressoldi;Jeffrey Long
  • 通讯作者:
    Jeffrey Long

Jeffrey Long的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Jeffrey Long', 18)}}的其他基金

A Coordination Chemistry Approach to the Synthesis of Single-Molecule Magnets
合成单分子磁体的配位化学方法
  • 批准号:
    2350466
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 55万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CAS: Hard Permanent Magnets Through Molecular Design
CAS:通过分子设计实现硬质永磁体
  • 批准号:
    2206534
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 55万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CAS: Hard Permanent Magnets Through Molecular Design
CAS:通过分子设计实现硬质永磁体
  • 批准号:
    2206534
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 55万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
A Coordination Chemistry Approach to the Synthesis of Single-Molecule Magnets
合成单分子磁体的配位化学方法
  • 批准号:
    1800252
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 55万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Conductive Metal-Organic Frameworks
导电金属有机框架
  • 批准号:
    1611525
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 55万
  • 项目类别:
    Standard Grant
A Coordination Chemistry Approach to the Synthesis of Single-Molecule Magnets
合成单分子磁体的配位化学方法
  • 批准号:
    1464841
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 55万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Repression Mediated Embryonic Paterning in Arabidopsis
拟南芥中抑制介导的胚胎模式
  • 批准号:
    1457381
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 55万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
I-Corps: The Commercialization Potential of Pyrazolate Metal-Organic Frameworks (MOFs)
I-Corps:吡唑盐金属有机框架(MOF)的商业化潜力
  • 批准号:
    1508127
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 55万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Conductive Metal-Organic Frameworks
导电金属有机框架
  • 批准号:
    1309066
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 55万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
A Coordination Chemistry Approach to the Synthesis of Single-Molecule Magnets
合成单分子磁体的配位化学方法
  • 批准号:
    1111900
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 55万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

一种基于全基因组测序的化学物致突变测试评价方法的研究
  • 批准号:
    82304267
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
时间分辨的光谱视频成像火焰化学发光三维层析重建方法研究
  • 批准号:
    52376158
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    51 万元
  • 项目类别:
    面上项目
外泌体结合蛋白高通量电化学成像分析新方法及其乳腺癌诊断应用研究
  • 批准号:
    22374018
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
有机小分子插入共价有机框架调控电化学发光性能及对铀的分析新方法研究
  • 批准号:
    22376023
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于安全强化学习的分布式驱动转向智能车辆决策方法
  • 批准号:
    52302493
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

A Coordination Chemistry Approach to the Synthesis of Single-Molecule Magnets
合成单分子磁体的配位化学方法
  • 批准号:
    2350466
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 55万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
A Coordination Chemistry Approach to the Synthesis of Single-Molecule Magnets
合成单分子磁体的配位化学方法
  • 批准号:
    1800252
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 55万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Research Experience and Training Coordination Core
研究经验和培训协调核心
  • 批准号:
    10693816
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 55万
  • 项目类别:
Research Experience and Training Coordination Core
研究经验和培训协调核心
  • 批准号:
    10354695
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 55万
  • 项目类别:
A Coordination Chemistry Approach to the Synthesis of Single-Molecule Magnets
合成单分子磁体的配位化学方法
  • 批准号:
    1464841
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 55万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了