近日，biwn必赢孔祥建教授和龙腊生教授在高核稀土团簇的研究取得新进展，相关成果以“A Gigantic Molecular Wheel of {Gd140}: A New Member of the Molecular Wheel Family”为题在线发表在J. Am. Chem. Soc. (2017. DOI: 10.1021/jacs.7b11112)。由于具有丰富的分子结构与独特的物理、化学性质，高核稀土团簇受到人们的广泛关注。
该课题组近年来在稀土团簇化学领域开展了深入的研究，提出了阴离子缓释及模块单元的组装策略合成高核稀土团簇化合物（Coord. Chem. Rev. 2017, https://doi.org/10.1016/j.ccr.2017.10.023），发展了一种制备单分散金属团簇的简单普适方法（Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 4532），研究了稀土-过渡金属团簇的单分子磁性 （Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 11475）。基于前期的研究基础，该课题组利用阴离子缓释的方法制备了包含140个稀土离子的高核稀土团簇Gd140，这是目前报道的最高核数稀土团簇。晶体结构分析发现，该分子是由十个{Gd14} 结构单元相互连接形成巨大的环状结构，表现出十重结构对称性的特征。大环的外径为6.0nm, 内径为3.4nm, 厚度为1.5nm，是目前为止报道的环状团簇中拥有的最大内外径尺寸。同时，该环状稀土团簇相互堆积沿a轴向可以形成规则的一维纳米孔道。 高分辨透射电镜结果表明此大环状结构在乙醇溶液中保持了足够的结构稳定性，这也是第一次在电镜下观测到稀土团簇的存在。另外，该课题组还对该复杂体系的磁性进行了实验与理论计算研究。
该工作由biwn必赢博士生郑秀英（共同第一作者）、江友红（共同第一作者）、刘大鹏（已毕业）等共同完成。浙江工业大学庄桂林博士对团簇的磁性进行了理论计算，厦门大学廖洪刚教授进行了电镜的测试工作。晶体结构在上海光源同步辐射中心完成，感谢秦文明教授和张振仪博士提供的帮助。该研究工作得到国家自然科学基金委（21422106, 21371144, 21673184, 21431005, 21390391)、科技部（2014CB845601)和霍英东青年教师基金等相关项目的资助。
