以分子间相互作用和分子组装结构的物理化学性质为研究方向,探索分子组装结构的可控构筑,研究在分子和纳米结构构筑中所涉及的基本科学问题。通过研究分子及纳米单元的形成和组装规律,实现以"自下而上"的方式可控构筑具有特定功能的分子纳米结构,将形成一支在国际上有特色有影响的分子科学研究群体。团队全部由中科院分子纳米结构和纳米技术重点实验室成员组成,包括中科院院士1人,杰出青年基金获得者5人,中科院"百人计划"入选者4人,是一支充满活力的,团结协作的创新团队,有广泛的国内外学术合作,并有深厚的研究基础,2003年以来在Acc.Chem. Res., PNAS,JACS, Angew. Chem.等期刊发表SCI论文230多篇,被同行引用1300多次。相关成果获得国家自然科学二等奖1项、北京市科学技术一等1项,中国分析测试学会一等奖2项。团队成员还主持和承担了973、自然科学基金,纳米专项等研究项目。
Single Molecule;Molecular Assembly;Controllable Assembly;Nanomaterials;STM
“分子组装结构的物理化学研究”团队以分子间相互作用和分子组装结构的物理化学性质为研究方向,总体研究目标是探索分子组装结构的可控构筑,研究分子纳米结构的物理化学特性以及相关构筑技术。通过研究分子组装和分子纳米单元的形成和组装规律,实现以“自下而上”的方式构筑具有特定功能的分子结构,形成一支在国际上有影响的分子科学研究群体。三年来,研究团队密切合作,圆满完成了项目的总体科学目标,取得以下创新性研究成果(1)结合自行开发的扫描探针显微技术,系统研究了寡聚噻吩、富勒烯等功能分子组装结构的形成,变化特性及其电学性质,考察了溶剂、温度、基底等外界因素的变化对分子纳米结构形成的影响,揭示了多种功能有机分子在固体表面的组装和调控规律,并利用共价键成功构筑出表面新型有机共价网格结构;(2)通过深入研究功能纳米分子与生物分子间的相互作用,发展了基于单分子荧光成像和单分子力谱的活细胞状态下生物单分子原位实时纳米检测与表征方法;(3)在分子纳米组装结构的物理化学研究和可控构筑研究基础上,发展了多种功能纳米结构材料的组装和构筑方法,揭示了纳米结构材料的热力学、动力学与表界面纳米结构的关系,并开发出面向高性能锂离子电池、锂硫电池、太阳能电池等能源器件应用的新型纳米能源材料,以及面向工业催化和水中重金属离子去除等方面应用的环境友好纳米材料;(4)深入研究了纳米结构组装体的物理化学特性,并探索了其在重大疾病检测治疗方面的应用,利用富勒烯和金属富勒烯实现了肿瘤检测和治疗一体化,建立了以特定肿瘤细胞为靶标的核酸适体探针筛选方法,实现了探针技术与微纳结构芯片的结合,提高了肿瘤细胞的捕获效率和释放效率。此外,本团队凝聚了一批勇于创新的科学研究人才,其中万立骏获何梁何利基金科学与技术进步奖,王栋中科院“百人计划”结题获优秀,郭玉国获得“国家杰出青年科学基金”资助并入选中组部“万人计划”青年拔尖人才,方晓红、王春儒和宋卫国任科技部纳米重大研究计划首席科学家,还有1人入选中科院化学所“引进国外杰出青年人才”计划。2012年至今已在国内外学术刊物上共发表研究论文160余篇,其中包括在Nature Commun., Acc. Chem. Res., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater.等期刊上发表论文27篇。