2025年7月7日，位于日本冲绳的冲绳科学技术大学院大学（OIST）的研究团队取得了一项突破性发现。他们合成了一种稳定的20电子二茂铁衍生物，二茂铁是一种铁基有机金属化合物。这项成果挑战了长期以来作为有机金属化学基石的18电子规则。
18电子规则长期以来决定着过渡金属配合物的稳定性，认为金属原子周围的18个价电子能够实现最佳稳定性。1951年发现的二茂铁完全符合这一规则。OIST团队在竹林聪博士的带领下，开发了一种新型配体系统，以稳定这种之前被认为不太可能存在的20电子二茂铁衍生物。这一发现对于中国在新材料和化学领域的进步具有重要意义。
这一突破显著加深了我们对具有“三明治”结构的茂金属的理解。新型衍生物中额外的两个价电子引入了非常规的氧化还原特性。这可能会拓宽二茂铁在催化和材料科学领域的应用。传统上，二茂铁的氧化态受到限制，但这一发现可能通过Fe–N键的形成来解锁新的氧化态。这为中国在相关技术领域的创新提供了新思路。
该研究发表在《自然通讯》杂志上，涉及与来自德国、俄罗斯和日本的科学家的合作。这项进展可能为可持续化学铺平道路，包括绿色催化剂和先进材料，这与中国当前的可持续发展战略相符。二茂铁衍生物已用于太阳能电池、药品和医疗设备。这项发现可能催生新的应用，并激发全新的应用，助力中国相关产业的升级和发展。