近日，我院王仲夏科研团队，在热响应分子驱动器领域取得新进展，实现了重构型分子马氏体相变，并据此研制出快速响应、高效能量转换的一维杂化金属卤化物晶体驱动器，为新一代分子驱动器的设计提供了新的视角。相关研究成果发表于国际权威期刊《Advanced Functional Materials》（影响因子19.9），我院新入职青年教师柴朝阳博士为论文第一作者兼通讯作者之一，赣南师范大学为第一完成单位。

  动态分子晶体能够把外界刺激转化为机械功输出，在驱动和能量收集具有重要研究意义。其中马氏体相变响应快、能量转换效率高，一直备受关注。然而，传统马氏体驱动器中的结构相变机制主要局限于小幅度的原子位移或分子运动，极少涉及化学键的断裂与重构，晶体输出的驱动力因此也十分有限。针对这一难题，团队选用不含氢键给体的大体积季铵阳离子，设计合成了一种新型一维杂化金属卤化物 (BMPD)₈Pb₁₁Br₃₀（BMPD为N-丁基-N-甲基哌啶鎓）。由于分子间仅存在很弱的范德华作用，协同运动所需的势垒被显著降低。该晶体加热时呈现出前所未有的局域可逆拓扑重构，并发生超过1.35 Å的巨原子位移。这种局域的结构重构，诱发了无机双链的剪切与协同偏转，使晶体产生宏观驱动行为。基于驱动性能，晶体整个相变过程在毫秒级的时间尺度内完成（190.0 ms），宏观形变产生的动能（2.88 × 10³ J）足以推动微球长距离运动。由此产生的力输出（10⁻⁴ N）足以使玻璃板发生位移，力密度和输出功分别达到10⁵−10⁷ N/m³ 和10⁻⁸ J。这些性能优于多种传统驱动器，包括电活性聚合物、音圈电机，以及部分微型直线执行器和电动缸。更重要的是，该研究中驱动器的驱动效率达到了10⁻⁵ −10⁻⁴ 数量级，与高性能有机驱动器（10⁻³−10⁻¹⁰）相当。该成果提出的重构型分子马氏体机制，为设计快速响应、高效率的分子驱动材料提供了可行方案，在微型驱动器和能量收集等领域具有应用潜力。

  该研究得到国家自然科学优秀青年基金、赣南师范大学科研团队培育等项目资助，是让球盘 推进化学一级学科博士点建设、未来能源学科交叉中心与智能制造与材料交叉学科发展取得的又一重要成果。