具有磁和介电相变的自旋转换纳米复合材料的制备与性能研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21801218
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0102.配位化学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

As a new type of ultra-high density storage material, spin transition materials have attracted much attention from chemists and materials scientists.By means of molecular design and structural control, the complexes with spin transition and bistability can be obtained. However, the vulnerability and the difficulty of processing of these complexes have limited their application in information storage materials. In addition, spin transition can be induced by heat, radiation and pressure, but the operation method is not easy to control, and spin transition induced by the electric field and designing nano electronic devices has important scientific significance and application value. In this project, we will focus on the preparation and charge transport property of composite films.The details are as follows:Firstl, PVDF based nano composite film will be obtained by the physical method that combining the spin transition complexes nanoparticles and ferroelectric polymer polyvinylidene fluoride (PVDF) compound and its copolymers. Second, we will explore the key factors impacting of controllable preparation of uniform nano composite thin films, study the spin transition behavior of composite films and third, have deep investigation on the structure-activity relationship between the structure and morphology of composite films and magnetic properties. At last, based on the analysis of dielectric and conductivity properties of composite films, the electronic transport properties such as dielectric phase transition, dielectric relaxation,electronic impedance will be investigated. In addition, the magneto-electric coupling mechanism will be demonstrated.
自旋转换材料作为一种新型超高密度存储材料而受到化学家和材料学家们的高度关注。通过分子设计和结构调控可以获得具有自旋转换和双稳性的配合物,然而该类配合物脆弱性和不易加工性限制了其在信息存储材料方面的应用。此外,热、光辐射及压力可以诱导自旋态转换,但操作手段不易控制,而电场调控自旋态转换并设计成纳米电子器件具有重要的科学意义和应用价值。因此,本项目涉及复合薄膜制备及其电子传输性能研究,具体内容:一,通过物理方法将自旋转换配合物纳米颗粒和铁电性聚偏氟乙烯(PVDF)及其共聚物进行复合,获得具有自旋转换和双稳性的聚偏氟乙烯基纳米复合薄膜。二、探究影响可控制备均匀致密纳米复合薄膜的关键因素,并研究复合薄膜的自旋转换行为;三、深入探讨自旋转换配合物结构及复合薄膜形貌与磁性能之间的构效关系;四、在介电和电导分析的基础上,研究复合薄膜的介电相变、介电弛豫、阻抗等电子传输性质,揭示磁电之间耦合作用机制。

结项摘要

自旋转换和双稳性化合物是一种新型超高密度存储材料,在分子热开关、光开关以及信息存储等领域具有重要应用前景。在此项目研究中,首先合成了6个含不同取代基的不对称季铵盐阳离子[(R1)3(R2)N]+Br(R1 = Et; R2 = Me, n-Pr, n-Bu)与金属二硫烯分子构筑块[Ni(mnt)2]和[Ni(dmit)2]组装的金属二硫烯电荷转移化合物。比较研究了6个配合物的晶体结构、磁化率、DSC和介电等性质,其中配合物[Et3MeN][Ni(mnt)2]在225 K左右发生磁相变和介电相变,变温单晶结构表明,主要由于高低温相中晶格内镜面对称消失和阳离子的有序无序转变引起的结构变化导致的;配合物[Et3(n-Pr)N][Ni(dmit)2]在370 K左右发生磁和介电相变,主要来源于逆对称性破损结构相变。然后,又合成了3个含季铵盐阳离子和苄基吡啶类阳离子与-1价[Ni(dmit)(mnt)]组装的混配金属二硫烯电荷转移化合物。其中配合物[(n-Bu)4N][Ni(dmit)(mnt)]具有多步磁相变及介电相变性质,主要与热退火诱导有关。此外,进一步通过设计新的柔性构象有机阳离子,与金属二硫烯构筑块[Ni(dmit)2]组装,制备和表征了新的一维电荷转移盐系列,发现具有半导体以及光诱导电导增强等新奇功能性质。在此基础上,我们将自旋交叉化合物[Fe(Htrz)2(trz)](BF4) (Fe-Trz)和筛选出的3种具有磁和介电双稳的电荷转移盐,分别与聚偏氟乙烯(PVDF)进行混合,制备出了4种自旋转换聚偏氟乙烯复合薄膜,通过红外光谱(IR)、扫描电镜分析(SEM)、XRD以及光电子能谱(XPS)分析等进行表征,并研究磁和介电性能,结果表明相应复合薄膜表现出磁和介电相变和双稳以及介电弛豫、电导等电子传输性质。本项目的研究结果为进一步合理设计、定向构筑关键技术参数满足应用要求的磁相变化合物提供理论指导,同时,也为自旋转换化合物基础研究走向应用器件化奠基实验基础。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
Magnetism, dielectrics and ion conduction in two polymorphs of a heteroleptic bis(dithiolato)nickelate molecular solid
杂配双(二硫醇)镍酸盐分子固体的两种多晶型物的磁性、介电性和离子传导
  • DOI:
    10.1039/d1nj00491c
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    New Journal of Chemistry
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Chen Xuan-Rong;Luo Min;Zhang Zhen-Min;Xu Xiao-Yi;Jiang Yi;Liu Hang
  • 通讯作者:
    Liu Hang
Crystal structure and magnetic properties of two salts of nickel-bis-1,2-dithiolene with ammonium organic cation
双1,2-二硫醇镍与有机铵阳离子盐的晶体结构和磁性
  • DOI:
    10.1016/j.poly.2018.10.047
  • 发表时间:
    2019-01-15
  • 期刊:
    POLYHEDRON
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    Chen, Xuan-Rong;Hu, Wei-Yang;Ren, Fang-Fang
  • 通讯作者:
    Ren, Fang-Fang
Rod-like MnO2 boost Pd/reduced graphene oxide nanocatalyst for ethylene glycol electrooxidation
棒状MnO2增强Pd/还原氧化石墨烯纳米催化剂用于乙二醇电氧化
  • DOI:
    10.1016/j.jcis.2020.07.133
  • 发表时间:
    2021-01-15
  • 期刊:
    JOURNAL OF COLLOID AND INTERFACE SCIENCE
  • 影响因子:
    9.9
  • 作者:
    Ren, Fangfang;Chen, Xuanrong;Du, Yukou
  • 通讯作者:
    Du, Yukou
Luminescence sensing and photocatalytic activities of four Zn(II)/Co(II) coordination polymers based on a pyridinephenyl bifunctional ligand
基于吡啶苯基双功能配体的四种 Zn(II)/Co(II) 配位聚合物的发光传感和光催化活性
  • DOI:
    10.1039/d0ce01812k
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    CrystEngComm
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Xue Yun-Shan;Zhang Chen;Lv Jun Qing;Chen Ning-Ning;Wang Jun;Chen Xuan-Rong;Fan Liming
  • 通讯作者:
    Fan Liming
Investigation of the crystal structures and magnetic features of two bis(dithiolato)nickelate salts with flexible organic cations
两种柔性有机阳离子双(二硫醇)镍盐的晶体结构和磁性特征研究
  • DOI:
    10.1007/s11243-021-00452-w
  • 发表时间:
    2021-03
  • 期刊:
    Transition Metal Chemistry
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Chen Xuan-Rong;Zhang Zhen-Min;Luo Min;Liu Hang;Yuan Jia-Yi
  • 通讯作者:
    Yuan Jia-Yi

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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