本网讯（化学化工学院）近日，我校化学化工学院蔡琥教授课题组在分子铁电材料领域再次取得重要进展。研究成果以“The First Discovery of Spherical Carborane Molecular Ferroelectric Crystals ”为题发表于国际化学顶级期刊 Angewandte Chemie International Edition(IF: 16.6)。南昌大学为唯一署名单位，第一作者是我校博士研究生郭文静，共同通讯作者为化学化工学院蔡琥教授、魏振宏教授和物理材料学院舒龙龙教授。该工作是我校近年来化学学科在分子铁电材料领域取得的又一标志性成果。

铁电材料由于其在电场作用下的非线性极化行为而引起了研究人员的广泛关注。这种独特的特性赋予了它们在电子和光电子应用方面的巨大潜力，使它们成为一种新兴的具有广泛实用价值的多功能材料。20世纪初，铁电体领域的开创性发展是通过对KH₂PO₄等分子化合物的研究实现的。与传统的陶瓷铁电材料相比，分子铁电材料主要由有机分子组成，其分子结构和极化特性为创新的研究途径铺平了道路。近年来，在全球对环保和节能日益重视的背景下，铁电分子材料因其轻质、生态友好、机械柔韧性、易加工等优点而备受关注。因此，探索控制这些材料性能的策略和确定增强其性能的潜在途径具有至关重要的意义，使它们能够更好地满足各种应用领域的不同要求。

碳硼烷化合物以其优异的热稳定性和无毒特性而闻名，在医学、超分子设计、配位/有机金属化学等方面获得了广泛的应用。尽管化学家们对此非常感兴趣，但将合适的碳硼烷分子整合到铁电材料中仍然是一个艰巨的挑战。根据我校熊仁根院士铁电材料设计中的准球形理论原理，蔡琥课题组选择了球形的邻碳硼烷作为研究重点，在邻碳硼烷笼的硼顶点引入羟基、巯基官能团，旨在降低分子对称性，成功合成了由笼状碳硼烷组成的铁电晶体：B(9)-羟基-邻碳硼烷（1）和B(9)-巯基-邻碳硼烷（2），它们在大约367 K和347 K时经历了室温以上的铁电相变(T_c)。有趣的是，化合物2是多轴铁电体，具有6个极轴和多达12个等效极化方向。这是第一次在碳硼烷笼状晶体中观察到铁电性，该研究为分子铁电晶体引入了一种新的结构原型，也为探索具有应用前景的分子铁电晶体提供了新的见解。

图1.碳硼烷单分子铁电材料

此前，蔡琥教授课题组在有机无机杂化倍频及铁电材料也取得了一系列重要进展，包括（J. Am. Chem. Soc .  2020, 142, 1995-2000；Chin. Chem. Lett. 2023, 108809；Inorg. Chem .  2024, 63, 1337-1346；Chem. Commun. 2023, 59, 13442-13445）等。

该工作得到国家自然科学基金委以及江西省科技厅的大力资助。

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编    辑：王  葳

责任编辑：涂金凤