加强国际合作 提高基础研究国际影响力
日期 2006-05-12 来源：情况交流 作者：中国科学院化学研究所 【 大 中 小】 【 打印】 【 关闭】
在我国进入全面自主创新的新的历史时期,国际合作与交流不仅是当代科学发展的必然趋势,同时也是我国基础研究的客观需求，是提高我国基础研究水平的一条重要途径。在激烈的国际竞争形势下，我国的基础研究要攀登世界高峰、达到国际先进水平，就应充分利用国际合作与交流的渠道，借鉴发达国家的经验和成果，少走弯路；通过实验仪器、设备和信息资源的共享，取长补短，实现跨越式发展。
作为以基础研究为主的综合性研究机构之一，中国科学院化学研究所充分认识到与国际著名科学家或者研究机构开展实质性的国际合作与交流是提升研究所研究水平以及扩大国际影响的重要途径。2004年以来，中国科学院化学研究所科研人员在国家自然科学基金重大国际合作研究项目的资助下，取得了一系列研究成果。
万立骏研究员领导的中国科学院化学研究所分子纳米结构与纳米技术重点实验室和日本东北大学(Tohoku University) Itaya教授领导的“原子与分子控制研究室”密切合作，紧紧围绕功能性分子纳米结构等纳米科技领域的基本科学问题开展了一系列研究工作，取得了重要进展。该实验室还进一步拓展了国际合作范围，与美国Utah大学的Peter J. Stang教授建立了合作关系，并从德国引入一名博士后研究人员，充分发挥了基金的使用效率，使相关研究取得了系列进展。
例如，在与Peter J. Stang教授的合作中，他们开展了一系列关于配体及其金属配合物表面组装的研究。通过自组装的方法，借助分子间、分子与基底间的相互作用，在Au(111)和石墨表面成功构筑了系列金属配合物分子的纳米结构，并利用扫描隧道显微镜，直接观察到了分子的各种形态，从而进一步加深了对分子间相互作用，分子与不同基底间的位向关系的理解，为表面自组装理论的发展提供了重要实验证据。这些研究结果相继发表在国际权威杂志美国科学院院刊Proc. Natl. Acad. Sci. USA （2005,102(4)：971-974）和美国化学会志J. Am. Chem. Soc.（2005, 127：16279-16286）上。国际杂志Materials Today 对相关文章给予了专题评价，称其对“分子组装和器件研究具有重要意义”。
通过外场诱导达到调控功能性分子纳米结构的目的，以此研究纳米结构与功能的关系，是当前纳米科技研究的重要前沿领域。该合作团体首先利用紫外光照射对有机分子纳米结构进行了有效的调控。有关研究成果相继发表于近期的物理化学杂志J. Phys. Chem. B（2005, 109：14773-14778）和J. Phys. Chem. B （2006, 110：3185-3188)上。此外，他们还采用了控制电极电位的方法，利用电化学扫描隧道显微镜，与日本方面合作通过表面增强红外吸收光谱共同研究了4，4￠-联吡啶分子在Cu(111)表面的吸附结构，在不同的电极电位，分子采取不同的聚集形式形成了有序的组装结构（Langmuir 2006, 22：3640）。同时，由来自德国的博士后完成的通过热处理手段来调控分子纳米结构的研究也取得了显著成果。他通过合成氟代双核1,3,2-dioxaborines (DOB)衍生物，对其在石墨表面的二维表面组装结构进行研究，结果发现DOB衍生物分子在高定向裂解石墨（HOPG）表面可以形成有序的二维纳米结构，在经过热处理之后，该分子的条状排列结构转变为六角方式排列，这为构筑分子功能纳米结构又提供了一个新的实现方法。该文投到德国应用化学杂志Angew. Chem. Int. Ed.（出版中）后，立即受到主编和审稿人的高度重视，成为该杂志的VIP(very important paper)文章之一。
鉴于项目负责人万立骏研究员在利用有机分子组装二维纳米结构方面的突出贡献，国际权威杂志之一Accounts of chemical research特别邀请万立骏研究员撰写该方面的综述文章。
最近，他们利用自组装技术，成功地制备出四吡啶基锌卟啉的一维纳米结构；并且利用自组装技术将此一维纳米结构组装成为三维的高级近晶状超结构，在单分散纳米材料的自组装集成化研究方面进行了成功的尝试。部分研究结果发表在国际杂志J. Am. Chem. Soc.（2005, Vol.127, No.48：17090-17095）上。结果发表后立即受到国际光电子谱杂志Photonics Spectra的关注，并进行了专题报道Photonics Spectra（2006年1月26日)，称其为“少见的可将有机自组装结构制备成高级结构的研究，对光子晶体、药物输运和分子过滤器研究具有重要意义”。
在新型纳米基元的开发方面，他们采用更为简单的技术，将碳纳米管分散到三苯基膦修饰的铂胶体溶液中，最终得到表面上负有高分散铂纳米颗粒的碳纳米管，该复合碳纳米管对新型能源材料甲醇燃料电池的催化具有较高的催化效率。文章发表在物理化学杂志J. Phys. Chem. B（2005, 109：22212-22216）上，一经发表也备受关注，成为该杂志2005年第四季度网上点击率最高的文章之一。此外，他们还通过合成的MCM-41二氧化硅介孔材料修饰电极，利用其可以选择性地吸附被检分子或对被检分子的富集作用，实现了对芳香族硝基化合物系列爆炸物的痕量检测，研究成果发表在Anal. Chem（2006, 78：1967-1971）。
该系列研究不仅有助于充分理解和掌握分子间多种多样的相互作用及分子的组装规律，为在一定程度上实现人为调控单个原子或分子，以及原子或分子聚集体奠定了一定的实验和理论基础，同时对在此基础之上开展的原理型分子纳米器件研究有重要意义。
除了实验研究以外， 中国科学院化学研究所科研人员在理论方面也与国外科学家展开了卓有成效的合作。重大国际合作研究项目负责人帅志刚研究员与比利时蒙斯－艾诺大学Jean-Luc Brédas教授和David Beljonne博士合作，在高分子发光显示材料效率的理论研究中取得了重要进展，其合作研究结果发表在国际著名刊物《先进功能材料》Advanced Functional Materials （2004，14：684）和《物理综述快讯》Physical Review Letters，（2004，93：066803）上，他们的这一合作研究结果更加明确地指出高分子的电致发光效率可以远远大于自旋统计给出的25%极限，从而揭示了高分子发光显示材料工业的广阔发展及应用前景。在此基础上，帅志刚研究员应邀在国际信息显示协会会志Journal of the Society for Information Display （2005，13：419）上发表了一篇题为 “Charge-recombination processes in oligomer- and polymer-based light-emitting diodes: A molecular picture”的综述论文，该综述论文的发表将使得该合作成果得到更广泛的认可。同时，帅志刚研究员发展的激发态与非线性相应的理论最近应邀在J. Theo. Comput. Chem.（2005，4：603）上发表综述论文，其中关于用“修正矢量”直接计算动态非线性响应的结果是最新的结果。
其他一些重大国际合作研究项目也取得了重要的进展。通过这类项目的实施，中国科学院化学研究所的科研人员走出去、请进来，实现了双方的定期交流，一方面使得我国科学家及时了解国外研究动态以及前沿科学问题， 另一方面，也使外国科学家有了更多了解中国化学研究机构和研究人员的机会，扩大了我国的相关研究领域在国际上的学术影响，为今后开展深层次的合作研究奠定了坚实的基础。
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