朱道本院士：做出有自己特色的研究

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　　香山科學(xué)會議上院士云集不罕見，但新科院士中最年輕的幾位都擔(dān)當(dāng)會議執(zhí)行主席卻比較少見；主題評述報告中介紹該領(lǐng)域國內(nèi)外最新研究成果不少見，但最新成果中有三分之一都出自中國科學(xué)家的卻比較罕見。在主題為“分子納米材料與器件”的第337次香山科學(xué)會議上，執(zhí)行主席朱道本院士指出，“分子納米材料和器件”已經(jīng)成為國際上前沿科學(xué)研究熱點之一，也是創(chuàng)新空間最大的領(lǐng)域之一，中國科學(xué)家應(yīng)該也可以做出有自己特色的研究工作來?？磥磉@一論點的提出是有基礎(chǔ)的。 

　　朱道本在主題評述報告中指出，化學(xué)家原來最擅長和關(guān)注的是創(chuàng)造新的物質(zhì)，進(jìn)入21世紀(jì)，化學(xué)家將更多的研究分子體系的功能化，具有光、電、磁等特性的特殊功能分子體系就可以成為分子材料，并應(yīng)用于發(fā)展分子器件。 

　　納米科學(xué)是目前世界各國科學(xué)家、政府組織廣泛重視的新興科學(xué)，正在迅速地發(fā)展，納米科學(xué)含括了物理、化學(xué)、材料、生物、工程、環(huán)境、電子等多個學(xué)科，其研究包括納米尺度上材料的特性和一些基本物理化學(xué)問題及材料在各領(lǐng)域中的應(yīng)用。從化學(xué)的角度構(gòu)筑分子納米材料、調(diào)控材料性能、推動其在器件中的應(yīng)用，是當(dāng)前納米科學(xué)、分子科學(xué)研究的一個主要出發(fā)點。英國科學(xué)與技術(shù)委員會2007年出版報告指出：到2015年，納米技術(shù)的市場預(yù)期將達(dá)到1萬億美元。據(jù)不完全統(tǒng)計，近年來美、日、歐等有關(guān)納米材料的申請專利中，有將近50％的申請來自分子納米材料與器件。 

　　從分子的設(shè)計出發(fā)，實現(xiàn)分子納米材料的控制組裝和調(diào)控性能，是分子納米材料的優(yōu)勢，也是構(gòu)筑納米器件的重要基礎(chǔ)。目前分子納米材料的研究包括：分子的設(shè)計、分子納米材料的合成與組裝、表征及性能研究、有關(guān)的理論和模擬、納米電子與光電子器件、納米生物與醫(yī)學(xué)。 

　　看看幾個實例吧！ 

　　以超大規(guī)模集成電路為特征的微電子學(xué)，由于逼近器件尺寸縮小的物理極限，正面臨嚴(yán)重挑戰(zhàn)。近年來大量研究證明：應(yīng)用分子納米材料采用自下而上的路線構(gòu)筑納米器件完全有希望克服當(dāng)前電子學(xué)所面臨的挑戰(zhàn)與困境，實現(xiàn)電子學(xué)的又一次飛躍。 

　　在清潔能源大行其道的今天，太陽能光伏電池其價格高、制備過程復(fù)雜等，大大限制了其推廣應(yīng)用。近幾年興起的有機太陽能電池具有成本低、重量輕、制作工藝簡單、可制備成柔性器件等突出優(yōu)點。另外有機材料種類繁多、可設(shè)計性強，有希望通過材料的改性來提高太陽能電池的性能。因此，這類太陽能電池具有重要發(fā)展和應(yīng)用前景。 

　　有機場效應(yīng)晶體管是利用電場來調(diào)控固態(tài)有機半導(dǎo)體材料導(dǎo)電能力的有源器件，由于其制備工藝簡單、成本低和柔韌性好等優(yōu)勢，在智能卡、電子標(biāo)簽、電子紙、存儲器、傳感器和有源矩陣顯示器等方面有著廣闊的應(yīng)用前景，這將是一個新興領(lǐng)域，有巨大的市場潛力。目前，柔性電子產(chǎn)品、無線射頻識別系統(tǒng)等已經(jīng)是IBM、Lucent、GE、Philips、3M等全球各大公司競相研發(fā)的主要技術(shù)。 

　　然而，分子納米材料與器件目前仍處于基礎(chǔ)研究階段，其可靠性、重復(fù)性、集成度、運算速度、成本等方面還有大量研究工作要做，還有許多重大的科學(xué)問題亟待解決。 

　　朱道本介紹說，我國對分子納米材料與器件的研究非常重視，是世界上少數(shù)幾個從上世紀(jì)90年代就重視納米材料研究的國家之一，已形成了一支在國際上有影響的、高水平的研究隊伍和幾個具有一定水平的研究基地。加之近年來綜合國力的提高，使得我們有可能做出有自己特色的研究工作，加強分子納米材料與器件的國際競爭。會議上不少專家都介紹了在各自領(lǐng)域的工作，其中不少處于國際研究前沿。 

　　與會專家認(rèn)為目前合成的納米分子材料的種類豐富繁多，但能做成器件的納米分子材料卻很少，因此應(yīng)該大力發(fā)展納米分子材料的器件研究，特別是在器件準(zhǔn)備過程的表征手段方面，需要加大研究力度，對國內(nèi)的器件表征平臺進(jìn)行整合，建立表征納米分子材料器件的研究體系。特別是需要系統(tǒng)合成目標(biāo)化合物，與性能測試和器件構(gòu)建相結(jié)合，從而有的放矢地進(jìn)行設(shè)計分子材料，同時加強試驗與理論的緊密結(jié)合，發(fā)揮理論的指導(dǎo)作用。 

　　專家們認(rèn)為，納米分子材料與器件的研究是一門交叉性非常強的學(xué)科，需要物理、化學(xué)、電子學(xué)、信息學(xué)和材料學(xué)等多學(xué)科的研究人員緊密協(xié)作，特別是分子設(shè)計、合成與器件之間、理論與實驗的緊密合作，只有這樣才能凝練出關(guān)鍵的科學(xué)問題，發(fā)展新的實驗方法和理論，歸納基本規(guī)律。鼓勵原創(chuàng)性、前沿性的研究，特別是前沿交叉性強的課題更需要寬容、關(guān)心和支持，而基礎(chǔ)科學(xué)研究人員則應(yīng)厚積薄發(fā)、堅持在前沿領(lǐng)域做一些踏實的研究工作。