中國(guó)粉體網(wǎng)訊 近日，中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所稀土資源利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室孫忠明課題組在稀土分子合金的研究中取得新進(jìn)展，相關(guān)成果已經(jīng)發(fā)表在《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》上，同時(shí)美國(guó)《化學(xué)與工程新聞》也對(duì)該成果予以了報(bào)道，并以《稀土合金使芳香性理論邁上新臺(tái)階》為標(biāo)題，認(rèn)為該項(xiàng)工作成功地拓展了芳香性這個(gè)化學(xué)核心的概念。
談及團(tuán)隊(duì)研究工作的核心意義，中科院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所研究員孫忠明告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者，研究的最大價(jià)值在于團(tuán)隊(duì)成功制備出了世界上首例反芳香性二元稀土——主族金屬分子合金化合物。
“在我國(guó)，稀土元素具有得天獨(dú)厚的資源優(yōu)勢(shì)，利用稀土和（半）金屬構(gòu)成的分子合金團(tuán)簇，可以任意組裝成各種物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)可調(diào)節(jié)的新型功能材料�！睂O忠明表示，這將極利于把我國(guó)稀土資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。
稀土元素與主族金屬元素形成的“金屬-金屬鍵”是孫忠明團(tuán)隊(duì)需要攻克的難題。他告訴記者，在二元、三元甚至多元分子合金中，能夠穩(wěn)定成鍵的團(tuán)簇所包含的原子個(gè)數(shù)和稀土的配位模式應(yīng)具有一定規(guī)律。如何去發(fā)現(xiàn)這些合成規(guī)律，是團(tuán)隊(duì)需要去著力解決的。
考慮到稀土元素特殊而豐富的電子排布，可能對(duì)重主族金屬元素產(chǎn)生特殊的誘導(dǎo)效應(yīng)，導(dǎo)致價(jià)電子重排，形成具有獨(dú)特物理性質(zhì)的化合物，團(tuán)隊(duì)便利用理論化學(xué)對(duì)合成結(jié)果進(jìn)行了輔助分析，從而真正獲得了對(duì)稀土——主族金屬成鍵的本質(zhì)特征和電子特性的認(rèn)知。
此外，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，如何攻克稀土分子合金的合成技術(shù)和合成條件又成為了擺在團(tuán)隊(duì)前行中的一道屏障。
孫忠明解釋：“大部分分子合金帶有負(fù)電荷，所以極易被氧化，其合成條件將是非�？量痰摹！倍敕浅：玫亻_展這方面的工作，則需要團(tuán)隊(duì)同時(shí)具備高溫?zé)o機(jī)固體化學(xué)和金屬有機(jī)化學(xué)的合成背景，并掌握熟練的絕水絕氧操作技巧。
最終，孫忠明團(tuán)隊(duì)通過(guò)搭建合金前體化合物制備和稀土（過(guò)渡）金屬有機(jī)化合物制備的兩條操作技術(shù)路線，成功解決了稀土分子合金的合成技術(shù)和條件上的關(guān)鍵問(wèn)題。
對(duì)于未來(lái)，孫忠明給予了展望。他指出目前團(tuán)隊(duì)的研究還處于起步階段。在此次研究的基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)朝著分子合金的設(shè)計(jì)、合成及“金屬-金屬鍵”本質(zhì)研究的目標(biāo)前進(jìn)。他們希望能夠合成出具有特殊光、電、磁和化學(xué)性質(zhì)的分子合金化合物，并通過(guò)澄清其幾何結(jié)構(gòu)，成功地確定出這種分子合金化合物的穩(wěn)定性以及力學(xué)特性，使分子合金化合物成為有效的基本材料“建筑”的單元，從而定向組裝出具有特定組分、特定功能及特定尺寸的新型功能材料。
孫忠明最大的心愿是：未來(lái)，通過(guò)他們的研究工作，能夠讓分子合金組裝材料，成為材料科學(xué)領(lǐng)域一個(gè)大放異彩的“新星”，發(fā)揮出舉足輕重的科學(xué)價(jià)值。
