基于电子自旋的跨学科研究获得了人们的广泛关注。其中，分子基自旋材料在高密度信息存储器、量子技术等方面具有重要的应用价值。开壳层内嵌金属富勒烯是一种独特的分子基自旋体系。由于碳笼的保护，金属富勒烯的电子自旋具有高的化学稳定性，因此，基于金属富勒烯的电子自旋体系具有重要研究价值。中科院化学所王太山研究员率先开展了金属富勒烯电子自旋性质的调控和感知功能研究，推动了金属富勒烯电子自旋材料在纳电子器件、传感等领域的创新性应用。现阶段，需要进一步探索金属富勒烯的电子自旋特性，设计新型的自旋体系，开发金属富勒烯自旋材料的功能。

  中科院化学所王太山等人研究了金属富勒烯超分子体系中自旋与荧光性质的协同作用。本研究首先构筑了金属富勒烯Sc₃C₂@C₈₀与环苯撑纳米环的超分子体系（Sc₃C₂@C₈₀⊂TB[12]CPP和Sc₃C₂@C₈₀⊂[12]CPP）。进而通过变温电子顺磁共振(EPR)和变温荧光测试分别获得了客体Sc₃C₂@C₈₀的EPR信号和主体环苯撑的荧光光谱随温度的变化趋势，并与Sc₃C₂@C₈₀本体和环苯撑本体进行了对比分析。研究发现，当温度从290 K下降至170 K过程中，客体Sc₃C₂@C₈₀的EPR信号和本体环苯撑的荧光具有同步的变化。结合变温核磁氢谱和理论计算，发现这类超分子体系中自旋与荧光性质的协同作用来源于变温时主客体作用的改变。对比研究发现主客体作用越强，自旋与荧光的协同作用越显著。这些研究结果表明超分子组装可用于设计具有光磁耦合性质的新型分子自旋体系，从而适用于信息处理、量子科学等前沿技术。

Zhang J, Qiu Z, Zhao C, et al. Synergistic modulation of spin and fluorescence signals in a nano-Saturn assembled by a metallofullerene and cycloparaphenylene nanohoop. Nano Research, 2023, 16(2): 3372-3378. https://doi.org/10.1007/s12274-022-5158-9.