基于C-F···K相互作用组装的手性多铁氰基桥连双金属配合物

同时具有铁电性、铁磁性、铁弹性等两种或两种以上“铁性”的多铁性材料，由于多种序参量之间相互耦合协同作用，在非易失性存储器、换能器、传感器、制动器等领域有着十分广泛的应用前景，一直是铁性材料领域的研究热点。

三维氰基桥联的主-客体化合物由于具有多样的双金属-氰基框架和较大的孔洞结构，可以容纳不同尺寸的客体阳离子，包括咪唑鎓、[(CH₃)NH₃]⁺、[(CH₃)₂NH₂]⁺、[(CH₃)₃NH]⁺、[(CH₃)₄N ]⁺、Na⁺、K⁺、Rb⁺、Cs⁺等。这些客体阳离子在孔洞中允许发生有序-无序型结构相变，为铁电-铁弹耦合的多铁材料的设计和探索提供了理想的平台。然而，主体框架与客体阳离子间的弱范德华力或者氢键相互作用难以产生大的偶极矩，使得氰基桥联的双金属化合物普遍表现出弱铁电性。

本课题组毛宇博士与熊仁根教授团队陈晓刚博士等人合作，以手性3-氟吡咯烷阳离子作为客体分子与铁氰化钾组装，通过客体阳离子与主体框架间的C–F···K相互作用，成功设计出全新的三维氰基桥联双金属多铁手性对映体，即[R- and S-3-fluoropyrrolidinium]₂[KFe(CN)₆] (3-fluoropyrrolidinium = 3-氟吡咯烷)。该手性对映体多铁材料表现出强铁电性和明显的铁弹畴。实验测得[R-3-fluoropyrrolidinium]₂[KFe(CN)₆]的饱和极化值（P_s）高达9.4 μC/cm²，远超目前发现的氰基桥联双金属配合物铁电体。该工作为设计具有高T_c、大P_s的手性氰基桥联双金属铁电体和多铁性材料提供了一种新策略，并为探索金属有机配合物在手性光电器件方面的应用提供了重要启示。

该论文“Homochiral Multiferroic Cyanido-Bridged Dimetallic Complexes Assembled by C–F···K Interactions”目前已被《Angewandte Chemie International Edition》接收并在线发表: https://doi.org/10.1002/anie.202204135。