2024年，中国科学技术大学化学与材料科学学院的杨上峰教授团队利用一种特殊的富勒烯碳笼，把60个碳原子组成的球形分子结构给镝原子稳稳地圈住，这一做法让分子变得更加稳定。这种设计思路给未来的“分子设计师”提供了重要的参考。澳大利亚国立大学计算与理论化学教授尼古拉斯·奇尔顿是这次研究的通讯作者之一。他告诉记者，该团队设计出一种独特的分子结构：一个稀土元素镝原子被两个氮原子夹在中间，三者几乎呈一条直线排列。为了固定这种直线构型，研究人员在分子中引入了烯烃化学基团。它就像一根“分子别针”，把另一个配体推挤到了接近线性的位置。米尔斯教授指出，尽管这种单分子磁体在常温下还没能正常工作，但它在大型数据中心应用已经有了理论上的可行性。下一步他们需要证明这些分子沉积在固体基底表面后能否继续保持磁性，还要开发新的读写工艺来实现纳米尺度上的信息编码读取。大卫·米尔斯是曼彻斯特大学无机化学教授，他也是这次研究的通讯作者之一。他认为这种新型单分子磁体可能会助力开发高密度数据存储设备。奇尔顿说这种新技术可以在每平方厘米面积上存储约3TB数据，相当于把50万个短视频装进邮票大小的硬盘里。这项成果是英国曼彻斯特大学和澳大利亚国立大学的研究团队在《自然》杂志上发表的。传统硬盘靠磁性材料中的磁化区域来存储数据，而单分子磁体靠量子自旋效应实现存储，单个分子就能独立存信息。2024年英国曼彻斯特大学无机化学教授大卫·米尔斯给记者描述了这项研究的成果：这种新型单分子磁体可以在零下173摄氏度的低温下保持磁记忆，理论上能让存储密度达到现有技术的100倍以上。米尔斯表示尽管目前还没能实现室温运行，但这项成果已经为未来的高密度数据存储设备开辟了道路。中国科学技术大学化学与材料科学学院副院长杨上峰向记者介绍说设计兼具高工作温度和高分子稳定性的单分子磁体将是未来合成化学和磁性材料的热点研究方向。