在环境问题凸显的今天,采用无排放的磁制冷技术可以更好的保护我们的环境。然而,材料性能的缺陷却导致磁制冷技术无法被广泛应用。近几年出现的分子磁体磁热效应显著,很有可能在磁制冷材料的研发上产生重大突破。然而,该类材料的真正应用至少还将至少面临两个问题:1)低场下的磁熵转化效率不高;2)分子材料的热传导率小。针对问题1),我们提出采用混合金属、引入自旋阻挫、磁各向异性等手段提高该类材料低场下的磁熵转化效率;针对问题2),我们提出采用表面传热的方法,借用其他导热性能好的材料,如石墨烯、金属等,将磁场变化产生的热迅速带走,起到快速制冷的效果。对该问题的研究,期望可以从理论上更加深刻认识磁熵变与微观磁交换、磁各向异性等之间的关系,并找到定向合成高性能分子基磁制冷材料的普适方法。其次,对磁性分子与不同表面的接触及传热性能的探索是一个新颖而又有挑战的课题,对其他分子材料的应用有十分重要的借鉴意义。另外,分子磁体的概念从Kahn提出,到现在已经有20多年的历史。分子磁体从功能上,可以分为很多种,例如:单分子(包括单离子、单链)磁体、磁长程有序磁体(或称经典磁体)、变磁体、自旋玻璃、自旋交叉转换材料以及前面提到的分子磁制冷剂等。然而,从功能上分类无法区分各种类型的磁结构。申请人从磁性‐结构的关系出发,加入结构的因素来对分子基磁性材料加以分类,创新性地提出了一种基于磁性‐结构关系的归类方法。任何一种分子基磁性材料都可以用符号MxUySz来表示。其中M代表材料的整体磁性,U代表构筑该材料的磁基元的磁性,S代表的是结构,而上标x、y、z则分别代表M、U、S的维度。由于磁基元的磁性维度不能超过整体磁性,即x≤y,因此总共只有40种符号,如下图所示: