近日，国际有序物质科学研究院科研团队成功运用“托氟效应”，即H/F取代策略，实现了分子铁电体的定向设计以及性能优化，在分子铁电体化学设计方面取得了系列重要研究进展。研究成果以“H/F Substitution for Advanced Molecular Ferroelectrics”为题，发表于Cell旗下化学综述期刊Trends in Chemistry (IF: 24.081)。
图1. H/F取代化学设计策略的示意图。
在深入理解居里对称性原理、朗道唯象理论、诺埃曼原理的基础上，国际有序物质科学研究院科研团队从大量的实验数据中总结并提出了分子铁电体设计以及性能优化的策略，即H/F取代效应，实现了具有理想的电学/力学/光学特性的分子铁电材料的可控的设计。针对H/F取代设计分子铁电体的主要思路，我们总结了以下优点：1）在维持结构点群不变的前提下，降低晶体学对称性；2）显著提高相变温度Tc；3）产生手性中心，提升获得铁电性的概率；4）增大分子偶极矩，提升铁电性能。总之，利用H/F取代策略，在分子水平上可改变晶体的对称性和特定的相互作用，实现了铁电性的定向设计和调控，起到“一石多鸟”的效果（图1）。
本文系统地总结了利用H/F取代策略设计合成多种性能优越的分子铁电材料，推动铁电体及相关领域的发展和应用进入一个新的阶段。
