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分子材料和器件主要探討共軛有機(jī)、高分子的設(shè)計(jì)與合成，研究其聚集態(tài)結(jié)構(gòu)、分子之間相互作用，光電磁物理性質(zhì)及相關(guān)現(xiàn)象、制備器件并研究其性能，既具有重要的科學(xué)意義又有廣闊的應(yīng)用前景。

 

在人們的傳統(tǒng)印象中，有機(jī)化合物包括高分子聚合物是不導(dǎo)電的。但是，研究發(fā)現(xiàn)共軛有機(jī)、高分子在固態(tài)下具有導(dǎo)電性；美國(guó)和日本的3位科學(xué)家在1977年首次發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電聚合物，他們亦因此獲得2000年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。不僅是導(dǎo)電性能，分子材料在光、磁等物理性質(zhì)方面也表現(xiàn)出特異行為，而且分子材料在器件應(yīng)用方面也展現(xiàn)出誘人的前景。目前，有機(jī)發(fā)光二極管已經(jīng)部分實(shí)現(xiàn)商品化，有機(jī)薄膜太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換效率在逐漸提高，有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的遷移率已經(jīng)接近多晶硅，有望在多種驅(qū)動(dòng)電路中得到應(yīng)用。通過對(duì)分子材料和器件的深入研究，“能像報(bào)紙一樣卷起來放進(jìn)背包的柔性顯示器”等夢(mèng)想都有可能在不遠(yuǎn)的將來得以實(shí)現(xiàn)。運(yùn)用納米等技術(shù)，研究分子納米結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)，探索分子尺度的器件也取得重要進(jìn)展。

 

發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛制定了專門針對(duì)分子材料和器件研究的重大研究計(jì)劃。多個(gè)世界著名學(xué)府，如美國(guó)康奈爾大學(xué)、普林斯頓大學(xué)，英國(guó)劍橋大學(xué)，日本東京大學(xué)等都先后成立專門的研究機(jī)構(gòu)開展分子材料和器件的研發(fā)。荷蘭飛利浦，美國(guó)朗訊、惠普，韓國(guó)三星，日本索尼等知名跨國(guó)企業(yè)也都紛紛在該研究領(lǐng)域投入巨資，以期在分子電子工業(yè)中搶占制高點(diǎn)。

 

我國(guó)在這個(gè)領(lǐng)域的研究工作也得到了快速的發(fā)展，科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、中國(guó)科學(xué)院等部門都先后啟動(dòng)了一系列針對(duì)分子材料和器件的發(fā)展計(jì)劃。我國(guó)相關(guān)學(xué)科的科學(xué)家也圍繞其中的基本科學(xué)問題和重大應(yīng)用開展了大量研究工作。

 

中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所“分子材料與器件的制備和性能研究”創(chuàng)新研究群體，圍繞分子材料和器件研究中的關(guān)鍵科學(xué)問題展開了深入研究，取得了大量具有重要?jiǎng)?chuàng)新意義的研究成果，部分成果已達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，受到國(guó)內(nèi)外同行的廣泛關(guān)注。

 

 

分子材料和分子器件研究涉及物理、化學(xué)、電子學(xué)、信息學(xué)和材料學(xué)等多學(xué)科，是多學(xué)科前沿交叉研究領(lǐng)域。這就需要各個(gè)學(xué)科的研究人員緊密協(xié)作，特別是分子設(shè)計(jì)的理論研究、分子合成與器件制備之間的有效結(jié)合，才能凝練出關(guān)鍵的科學(xué)問題，發(fā)展新的實(shí)驗(yàn)方法和理論，歸納出基本規(guī)律。

 

“因此，在組織群體時(shí)，我們強(qiáng)調(diào)群體成員應(yīng)該具備化學(xué)、材料、器件物理和理論物理等多學(xué)科的專業(yè)背景，具有從事分子材料和器件類多學(xué)科交叉研究的經(jīng)驗(yàn)。”該創(chuàng)新研究群體負(fù)責(zé)人張德清說。

 

張德清指出，群體的研究工作主要是在分子材料和器件的前沿領(lǐng)域，開展分子材料的設(shè)計(jì)、合成與組裝、分子器件制備以及相關(guān)理論三方面研究。三個(gè)方面的研究相互聯(lián)系、緊密結(jié)合，每個(gè)方面的研究重點(diǎn)不同，彼此有分工但又相互交叉，形成了有機(jī)的一體。分子材料研究是群體整體研究工作的基礎(chǔ)，而新穎納米結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑和特性研究則是分子材料研究的深入；理論研究為分子材料的設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)，有助于對(duì)一些特殊現(xiàn)象和性能的認(rèn)識(shí)，并進(jìn)行理論歸納；分子器件研究是在分子材料和理論研究基礎(chǔ)上進(jìn)行的，是群體研究工作的集成。三個(gè)方面的研究相輔相成，在研究工作中需要廣泛的內(nèi)部合作才能完成。

 

因此，整個(gè)群體內(nèi)部積極倡導(dǎo)團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神，創(chuàng)造寬松的研究氛圍，建立良好的管理制度。充分發(fā)揮群體成員的積極性和創(chuàng)造力，通過開展不定期的學(xué)術(shù)交流，加強(qiáng)群體成員之間的交叉和合作。定期對(duì)項(xiàng)目的進(jìn)展進(jìn)行總結(jié)和交流，并對(duì)項(xiàng)目的下一步發(fā)展方向提出合理的建議，根據(jù)項(xiàng)目的重要研究目標(biāo)隨時(shí)調(diào)整工作的重點(diǎn)，保證了整個(gè)研究的前瞻性和重要性。在儀器配置等方面提倡資源共享，合理高效使用。對(duì)于研究中遇到的問題群策群力，互相幫助，促進(jìn)了研究工作的開展，在相互協(xié)作基礎(chǔ)上自然形成了一個(gè)具有創(chuàng)新性、思想活躍的研究群體。

 

在過去近六年中，群體成員之間通過開展實(shí)質(zhì)性合作，合作發(fā)表研究論文100余篇，特別是實(shí)驗(yàn)和理論方面的合作研究效果明顯，聯(lián)合開展研究和整體創(chuàng)新能力得到進(jìn)一步提升。

 

在2005年至2010年間，群體通過中科院“百人計(jì)劃”項(xiàng)目引進(jìn)青年人才2人，另有5位群體成員先后獲得國(guó)家杰出青年基金支持，形成了多學(xué)科交叉和創(chuàng)新研究能力強(qiáng)的研究團(tuán)隊(duì)。