近日，固体表面物理化学国家重点实验室孔祥建教授与龙腊生教授课题组在手性稀土-过渡金属团簇的磁光效应研究中取得重要进展，相关研究成果以“Strong NIR-II Magneto-Optical Activity of a Chiral Sm15Cu54 Cage”为题在线发表于《美国化学会志》 (J. Am. Chem. Soc. 2024, DOI: 10.1021/jacs.4c07346)。
手性材料的磁光效应在物理、化学和生物学等领域具有重要的应用潜力。目前，对手性材料磁光效应的研究大多集中于手性无机纳米材料的紫外-可见光范围，对近红外（NIR）磁光效应的探索仍然有限。
孔祥建教授与龙腊生教授课题组基于前期在手性稀土-过渡金属团簇磁光效应的研究基础（J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 16389；J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 22176；J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 8837），设计合成了三对R/S-Ln15Cu54（Ln = Sm，Gd，和Dy）手性稀土-过渡金属团簇。结构分析表明，R/S-Ln15Cu54是目前报道的最大稀土-铜团簇，具有C3对称性的笼状分子结构。磁圆二色（Magnetic Circular Dichroism，MCD）光谱在NIR-II区表现出基于f–f跃迁的强磁光响应。其中，R/S-Sm15Cu54的MCD效应的g-factor在1300-1450 nm达到5.5×10-3 T-1。这种强NIR-II磁光活性归因于强磁偶极允许的f–f跃迁和结构的螺旋手性。这项工作不仅展示了迄今最大的Ln-Cu团簇，而且证明了磁偶极允许的跃迁对磁光活性的关键作用。
