光致變色材料研究取得新進展

光致變色物質具有顏色和多種物理性質可逆變化的特征，其中磁性隨光刺激發生變化(即所謂光磁效應)的化合物除具有一般光致變色物質的強光防護、光開關等功能外，還可能在磁共振成像、光信息存儲等方面發揮重要作用。多氰基配位化合物被認為是最有發展前景的此類材料，多年來備受關注，但是，其光磁效應通常在液氮溫度以下發生，而罕見于室溫附近。因此，發展具有室溫光磁效應的光致變色多氰基配位化合物具有重要的科學意義。

中科院福建物構所結構化學國家重點實驗室郭國聰研究員率領的研究團隊長期從事無機–有機雜化功能物質的結構化學研究。2003年，他們報道了［NdIII(DMF)4(H2O)3(μ-CN)FeIII(CN)5］·H2O(Nd-FeDMF)的合成和晶體結構。之后，日本和意大利兩個研究小組發現，該化合物及類似的其它3d-4f多氰基配位化合物具有新穎的光磁效應，但光磁轉變溫度低于50 K，且其內在機制尚存在爭議。近期，郭國聰和王明盛研究團隊在國家自然科學基金、福建省自然科學基金等資助下發現，［EuIII(18-冠-6)(H2O)3］FeIII(CN)6·2H2O在室溫時經紫外光或紫光照射后，冠醚氧上的孤對電子轉移到了到三價鐵上，生成了穩定的冠醚自由基和二價鐵，晶體顏色由黃綠色變為橙色，變色后的樣品在暗室中靜置或加熱又能褪色，之后又能再次光照顯色，表現出典型的光致變色現象。變色前后，化合物的磁性發生了顯著的變化。在本工作中，晶體粉末經波長為355 nm、功率密度為60 mW/cm2的二極管泵浦固體激光器照射10 min后，室溫時的MT值下降33.5%，比 NdFeDMF的報道值(＜3%)大得多。

該項工作首次發現了3d-4f多氰基配位化合物的光致變色現象和室溫光磁效應，不僅從已知化合物中成功地挖掘出一類光致變色材料，而且發展出一類具有室溫光磁效應的光誘導價態互變(valence tautomeric)化合物，近期以通訊形式發表在J．Am． Chem． Soc．2015，137，10882-10885。