韩国研究人员发现一种可在室温下表现出铁磁性的纯有机材料结构

关于塑料磁铁在未来的多种应用，来自韩国蔚山国家科技研究所的研究团队提出了替代方法。

隶属于韩国蔚山国家科学技术研究院（UNIST）的一组研究人员，为塑料磁铁的未来应用提供了替代方法

一个来自UNIST的国际研究团队引入了一种新型有机网络结构，该结构能够在室温下显示出纯有机铁磁性质。如CHEM期刊所述，该纯有机材料呈现出来自纯p-TCNQ的铁磁性，无任何金属污染。

这一突破由JONG-Beom Baek教授和他所在UNIST能源与化学工程学院的研究团队领导。在研究中，研究团队利用四氰基醌二甲烷（TCNQ）单体自聚合物合成了网络结构。所设计的有机网络结构可产生稳定的中性自由基。

二十多年来，人们对有机塑料有铁磁性的说法普遍持怀疑态度，主要原因是过渡金属的污染。由于科学上的好奇心和“塑料磁铁”的应用前景，人们广泛致力于开发基于自由基的纯有机化合物中的磁铁。排除污染问题、纯有机塑料磁性必须解决，这样才能实现人们对塑料磁性的追求。

本研究报告了一种三嗪网络结构的设计、合成和磁性。该结构演示了纯有机材料产生的室温铁磁性。通过TCNQ在三氟甲磺酸（TFMSA）中155℃下的自聚合得到了聚合物网络。通过扭曲三嗪环周围的π键并通过捕获聚合的TCNQ（p-TCNQ）网络结构的玻璃态，来产生高度稳定的自由基。

p-TCNQ中未配对电子（自由基）的存在通过固态电子自旋共振（ESR）光谱证实。磁性表征显示：存在自旋1/2瞬间，导致铁磁有序；临界温度显着高于室温。实验结果得到了严格的理论计算的支持，验证了有机铁磁性的起源。

本研究由能源与化学工程学院的Javeed Mahmood、材料科学与工程学院的Jungmin Park 以及联合大学物理系的Dongbin Shin三人共同进行。材料科学与工程的Jong-Beom Baek教授和Jung-Woo Yoo教授作为本研究的通讯作者对该项目进行监督指导。

“我们的研究不仅提出了有机磁性材料的新方向，而且为设计具有中性稳定自由基的新结构提供了广泛的可能性。这些自由基显示出铁磁有序，”Baek教授说，“由于科学的好奇心和塑料磁铁的应用前景，这种材料有望引起多领域的广泛关注。”

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