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在分子世界里尋找奇跡—“分子材料與器件的制備和性能研究”創新群體
2010-12-01  來源:科學時報
 
取得一批創新性研究成果
 
化學家最擅長和最關注的應該是創造新的物質。
 
進入21世紀以來,化學家開始更多地關注分子體系的功能化,即將具有特殊功能(如光、電、磁等特性)的分子體系制備為分子材料,并應用于發展分子器件。隨著納米技術的出現,分子材料和器件的研究得到快速發展,新一代功能材料更是研究熱點中的熱點。
 
張德清說:“設計、合成綜合性能優良和具有自主知識產權的新型分子材料,研究其相關的物理、化學過程和基本的物理化學特性,發展分子器件構筑新技術,推動分子材料在器件中的應用是群體研究工作的重點!
 
群體的研究工作取得了大量創新性研究成果。
 
以光電功能和器件為目標,創新分子設計思想,發展新的合成方法,制備了新型—共軛分子體系,得到高遷移率有機半導體、寬吸收有機共軛聚合物和高發光效率的共軛高分子,并在此基礎上構筑了高性能的有機場效應晶體管、有機光伏打電池。
 
設計、合成了新型的水溶性共軛聚合物,利用其強的光捕獲能力這一特殊的光物理性質,發展了基于共軛聚合物的高靈敏、高選擇性新型生物傳感體系,將為若干重大疾病的早期診斷提供新的原理和方法。
 
運用分子組裝的原理和納米技術發展新方法,制備了有機—共軛分子的納米結構,實現了對其納米結構和性能的調控,并探索形成納米結構的規律;另一方面,通過改變生長條件,成功制備了具有新穎結構的碳納米管、石墨烯,開展這些納米結構的電學性能研究,構筑納米器件。研究有機納米結構表面的特殊浸潤性質,實現對表面親疏水性能的可逆調控,利用此性能成功地制備了仿生智能離子通道,并將其應用到新原理光電能量轉換體系中。
 
設計、合成了一系列雙穩態有機功能分子,構建了分子開關,并與中科院物理所、瑞士蘇黎世理工學院等合作伙伴研究了其在信息存儲方面的應用,實現高密度信息存儲。
 
開展分子材料和器件的理論研究,建立預測有機共軛分子發光性質和有機半導體遷移率的新方法。
 
這些,只是他們群體工作的一個方面。
 
此外,“分子材料與器件的制備和性能研究”創新群體在依托單位中科院化學所和國家有關部門的大力支持下,建立了分子器件研究平臺,為群體開展創新性研究,沖擊國際前沿提供了技術保障和支持。
 
僅在近6年期間,群體就發表研究論文751篇,包括在二級學科的重要期刊發表論文419篇,其中的29篇還作為封面文章發表。群體成員中25人次應邀擔任各個國內外學術期刊的編委、顧問編委,并有45人次被邀請撰寫綜述文章。群體成員獲得3項國家自然科學獎二等獎(其中1項與其他團隊合作),獲得1項北京市科學技術獎一等獎。
 
群體成員江雷研究員于2009年當選為中國科學院院士,帥志剛研究員于2008年當選為國際量子分子科學院院士,宋延林研究員獲得2009年第十一屆中國青年科技獎,胡文平研究員獲得2009年度中國化學會—英國皇家化學會青年化學家獎,王樹研究員獲得2006年度中國化學會青年化學獎。
 
展望未來,“分子材料與器件的制備和性能研究”創新群體將在現有工作的基礎上,圍繞綜合性能優良的分子材料的設計、制備與光電器件的構建,分子材料納米結構的可控制備和性能研究,以及納米/分子器件研究中的新原理、新概念等方面的內容開展研究。針對該領域的前沿和發展趨勢,繼續堅持分子體系的設計、合成到組裝和納米結構再到分子器件這一研究主線,深入開展相關研究,提高分子材料和分子器件的創新研究水平。
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