——　第二部分　国家自然科学基金项目成果巡礼　——

　　由北京大学吴凯教授和王永锋研究员的科研团队与德国马尔堡大学（Philipps-Universitt Marburg）的合作者协力合作，在国家自然科学基金和科技部相关项目的支持下，首次实现了一系列无缺陷的谢尔宾斯基（Sierpiński）三角分形结构的分子组装。该研究成果于2015年3月作为封面文章发表于Nature Chemistry，同时刊发的还有美国印第安纳大学Steven L. Tait教授应邀为该工作撰写的专题评述:“Surface chemistry: Self-assembling Sierpiński triangles”。

　　正如Benoit B. Mandelbrot所定义的，分形是一类“在任意尺度上严格相同或者不同尺度上近似相同”的结构，有着特殊的数学和美学意义，在艺术、数学、自然科学和工程学等领域长期受到人们的广泛关注。化学家们更是试图利用共价键和配位键等来合成各类分子分形结构体，但由于受到合成方法的种种制约，一直无法实现高级别、无缺陷的系列分子分形结构的构筑。

　　吴凯教授及其合作者设计了一系列折线形和端基对位取代的二溴代多联苯小分子作为组装前驱体，利用分子间协同的环形卤键和氢键作用，在Ag(111)表面成功构筑了一系列无缺陷的分子Sierpiński三角分形结构（参见下图），并利用超高真空低温扫描隧道显微镜（STM）对其进行了亚分子水平的详细表征。通过box-counting法测量了该类分形结构的Hausdorff维数，与理论值相符。这一系列分子组装结构符合Sierpiński三角分形结构的典型特征和递推迭代规律，有着完美的自相似性和简洁的数学表达。此外，他们还对此类分子分形结构的实验构筑提供了具体的指导原则。基于该原则，他们随后又利用分子间氢键或配位键相继成功构筑了类似的Sierpiński三角分形结构。

　　该工作为国际上首次利用自组装法在固体表面构筑系列无缺陷的Sierpiński三角分子分形结构，为分子分形结构的理性预测和可控构筑提供了新的方法和思路，并为分子分形体的性质研究奠定了基础。