新疆农牧业副产品资源丰富，尤其是畜禽养殖业产生的大量废弃物（如血液、骨骼等）富含胆固醇、蛋白质、血红素等高价值有机质。然而，传统处理方式仍局限于低值化路径，导致资源浪费严重。为实现“废弃物”向“增值资源”的转变，开发高效的高值转化技术，已成为推动农牧业可持续发展、提升副产物高值化资源化的关键挑战。
近日，在熊仁根院士指导下，新疆农业大学刘尊奇团队与南昌大学陈欢欢团队在Angewandte Chemie International Edition期刊（中科院一区Top期刊IF：16.9）上发表了题目为“The First Ferrocene-Based Molecular Ferroelectric Accompanied by Spatial Symmetry Operation Breaking”的论文。他们创新性地利用废弃物提取生物基副产物胆固醇为手性源，与二茂铁进行耦合，成功构建首例胆固醇-二茂铁基分子铁电材料。该研究不仅为农牧业副产物资源化开辟了新途径，也为生物基分子铁电体设计提供了创新方案。
该化合物在193 K 时发生可逆结构相变，从极性空间群 C2 转变为另一极性空间群 P21，且保持点群不变。此次相变仅涉及空间对称性操作的改变，即从二重旋转轴与螺旋旋转轴（C2）转变为单一的二重螺旋轴（P21）。通过压电响应力显微镜（Piezoresponse Force Microscopy）和极化 - 电场滞后回线（Polarization-Electric Field Hysteresis Loop）测试，证实了该化合物的铁电特性；利用偏振二次谐波产生（Polarized Second-Harmonic Generation）测试，验证了其非中心对称结构。这是首次报道纯手性单组分二茂铁基铁电材料发生仅涉及空间对称操作破缺的相变。
总之，该研究合成出的新型单组分二茂铁基分子铁电材料Fe(Cp)2-CHOL，实现了从“废弃物”到“功能材料”的高值转化。这一成果不仅为农牧业副产物高值化提供了新策略，也为生物基手性分子铁电材料的设计提供了新思路。展望未来，该研究将推动更多基于生物分子衍生的手性材料开发，以及电子器件、传感等前沿领域提供可持续的材料基础。该论文在南昌大学熊仁根院士指导下完成，新疆农业大学刘尊奇教授为第一作者和通讯作者，南昌大学陈欢欢为共同通讯作者发表；该研究成果受到国家自然科学基金、新疆维吾尔自治区重点研发专项等项目资助。