一种四配位含锌配合物单晶材料及制备方法及应用

本发明属于柔性单晶材料制备，具体涉及一种四配位含锌配合物单晶材料及制备方法及应用。弹性弯曲单晶材料在外力的作用下能够发生形变，而移去外力后又恢复原始形状，应用于可穿戴电子器件和智能感知等领域。

背景技术：

1、柔性材料在可穿戴设备、柔性光电器件以及智能感知等领域具有重要应用价值。按照力学响应类型，柔性可分为弹性形变和塑性形变。有机高分子或金属材料作为传统的柔性材料，已经得到了广泛研究。近年来，为了深入探讨材料的性能和结构之间的构效关系，研究者对分子基柔性单晶材料产生了浓厚的研究兴趣。分子基柔性单晶材料能够将晶格的有序性和可变形性两个看似矛盾的特点有机的统一起来，为揭示分子层面的微观机理提供了方法。

2、目前，已报道柔性单晶材料主要集中于分子结构较为简单，分子间作用力较为统一的平面有机分子材料，而金属配合物由于往往具有四面体或者八面体的立体构型，分子堆积方式复杂，分子间作用力难以预测，因此相关报道非常罕见，如何通过合理的分子结构修饰控制金属配合物单晶材料的弹、塑性机械形变仍然是该领域面临的重要挑战。

3、从分子结构层面来看，弹性形变过程中分子层滑移运动被抑制，分子发生重新取向，外侧的晶格被拉伸，而内侧的晶格被压缩，因此单晶的弹性机械形变与分子间作用力有密切关系。本发明提供一种弹性弯曲单晶材料及制备方法及应用，通过调控晶格中分子间作用力，实现金属配合物单晶材料的弹、塑性形变，实现力场作用下材料物理、化学性质的调控作用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种四配位含锌配合物单晶材料及其制备方法和弹性性能，为开发金属配合物柔性单晶材料，实现在力场作用下单晶材料物理和化学性质的调控提供新思路。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种四配位含锌配合物单晶材料，该材料的分子式为[znl2(ncs)2](l＝4-甲酰氨基吡啶)。

4、一种如上所述的四配位含锌配合物单晶材料的制备方法，其制备方法包括以下步骤：

5、1)将nh4ncs、nh4ncs和4-甲酰氨基吡啶溶解在20ml乙醇中，搅拌均匀,得a溶液；

6、2)向a溶液中加入甲酰氨基吡啶，搅拌三十分钟后过滤；

7、3)将滤液静置一周后得到无色长条状晶体，即得弹性弯曲单晶材料。

8、具体的，zn(clo4)2·6h2o，nh4ncs和4-甲酰氨基吡啶的摩尔比例为1：2：10。

9、一种如上所述的四配位含锌配合物单晶材料作为弹性材料的应用。

10、经试验发现：在外力作用下，该四配位含锌配合物单晶材料能够发生弯曲，释放外力后单晶又能够恢复至原有状态。从分子结构层面来看，弹性弯曲过程中单晶材料外侧的晶格被拉伸，而内侧的晶格被压缩，这与晶格中的分子间作用力有着密切的关系。因此，可以通过改变分子间作用力，实现对柔性单晶材料弯曲性能的调控。

11、本发明四配位含锌配合物单晶材料采用一步自组装合成策略制备，结合过渡金属锌离子的四配位四面体构型和4-甲酰氨基吡啶中甲酰氨基提供的强分子间作用力，将晶格的有序性和可变形性两个看似矛盾的特点有机的统一起来。与传统的柔性单晶材料相比，本发明具有以下优点：

12、1)本发明使用x-射线单晶衍射技术，精确确定了四配位含锌配合物单晶材料的分子结构；

13、2)本发明采用一步自组装的合成策略，实验步骤简便、绿色环保且产量较高；

14、3)本发明引入了过渡金属锌离子，为研究四配位四面体构型单晶材料的弹性弯曲性能提供了思路；

15、4)本发明探究了分子间作用力对弹性弯曲的影响，为调控单晶材料弹性弯曲性能提供了实验依据和理论参考；

16、5)相比于传统柔性材料，本发明目标产物的结构和弯曲性能之间的机理关系更为清晰。

技术特征：

1.一种四配位含锌配合物单晶材料，其特征在于：该材料的分子式为[znl2(ncs)2](l＝4-甲酰氨基吡啶)。

2.一种如权利要求1所述的四配位含锌配合物单晶材料的制备方法，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的四配位含锌配合物单晶材料的制备方法，其特征在于：所述zn(clo4)2·6h2o、nh4ncs和4-甲酰氨基吡啶的摩尔比例为1：2：10。

4.一种如权利要求1所述的四配位含锌配合物单晶材料作为弹性材料的应用。

技术总结
本发明涉及柔性单晶材料制备技术领域，具体涉及一种四配位含锌配合物单晶材料及制备方法及应用，其分子式为[ZnL<subgt;2</subgt;(NCS)<subgt;2</subgt;](L＝4‑甲酰氨基吡啶)。四配位含锌配合物单晶材料是将Zn(ClO<subgt;4</subgt;)<subgt;2</subgt;·6H<subgt;2</subgt;O、NH<subgt;4</subgt;NCS和4‑甲酰氨基吡啶按照比例溶解在乙醇中，通过常温挥发法制备。四配位含锌配合物单晶材料为无色长条状晶体，表现出弹性弯曲机械响应。本发明利用分子位移对晶格拉伸与晶格收缩的影响，获得了具有立体构型的弹性单晶材料。

技术研发人员：汤筝,孙肖朋,姚子硕,王敬平
受保护的技术使用者：河南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14