磁制冷作为一种节能环保新颖制冷方法备受人们关注。近些年，许多磁热效应显著的分子磁体被相继报道，但是它们真正应用前仍须解决以下两个关键科学问题：1）低场下的磁熵变值不大；2）它们的热传导率较小。本项目围绕以上两个关键科学问题开展了系列研究，取得以下结果：1），利用“混合配体”策略制备了具有较大磁熵变的3d-4f/4f配合物，并结合低温脉冲高场磁化强度测试、量子蒙特卡洛建模拟合、高场磁性测试等手段对这些配合物中的磁交换、磁各向异性等微观磁相互作用与磁熵变之间的关系进行了深入研究，从中发现：a)强磁场中“指纹谱”可以分析稀土簇合物内部由于Gd-O-Gd桥产生的磁交换作用；b)利用磁交换可产生偏置的原理，可构筑出零场无量子隧穿的单分子磁体{Cr8Dy8}；c)引入3d过渡金属离子和利用几何自旋阻挫效应，可提升分子基磁制冷剂的性能，并在此基础上设计合成出目前磁熵变最大的混合金属磁制冷分子{Ni64Gd96}，以及在1特斯拉下能产生较大磁熵变的{Ni21Gd20}团簇；2），通过质谱、电镜、凝胶渗透色谱等手段表征了部分团簇的热稳定性、溶液稳定性，设计构筑了几例多孔稀土基团簇，进行了客体分子内部穿透性导热研究，并研究了部分团簇与石墨烯、导热高分子的复合方式，测定了具有高磁熵变的Gd基碱式氯化盐的热导率。在该项目支持下，申请人作为唯一/共同通讯作者共发表SCI论文31篇，其中影响因子大于11的7篇，包括Nat. Commun（2篇），J. Am. Chem. Soc.（1篇），Angew. Chem. Int. Ed.（3篇），Adv. Mater.（1篇），1篇入选ESI高引论文；其他影响因子大于3的22篇，包括Chem. Mater. （1篇）、Green Chem. （1篇）、J. Mater. Chem. C （1篇）、ACS Appl. Mater. Interfaces （1篇）、Chem. Commun. （1篇）、Chem. Eur. J. （4篇）、Inorg. Chem. （2篇）、Inorg. Chem. Front. （4篇）、Dalton Trans. （6篇）、Crystengcomm （1篇）。此外还获批专利一项、受邀撰写英文学术专著一章，发表在《Struct & Bonding》上。2017年还获得日本化学会颁予的“亚洲国际论坛杰出授课奖”。 2100433B