中國科學院化學研究所

中國科學院化學研究所

中國科學院化學研究所隸,1956年成立於北京,屬於中國科學院,是院屬基礎化學科研事業單位。該所主要是針對基礎化學問題,以及國家急需的高新技術材料進行科學研究。建所初期設無機化學、分析化學、物理化學、有機化學、高分子化學和物理等5個研究室。目前主要科研領域為高分子化學和物理、物理化學;分析化學、有機化學也有相應發展。

基本信息

簡介

中國科學院化學研究所 中國科學院化學研究所
1956年成立於 北京。是一個綜合性化學研究所,其方針任務為進行基礎研究和套用研究,為化學科學發展和國家經濟建設需要服務。建所初期設 無機化學分析化學物理化學有機化學、高分子化學和物理等 5個研究室。目前主要科研領域為高分子化學和物理、物理化學;分析化學、有機化學也有相應發展。

① 高分子化學和物理 有20多個實驗室,研究領域包括高分子化合物的結構、性質和合成:在結構和性質研究方面,包括高分子溶液性質、高分子材料加工過程的物理基礎、高分子結構和性能表征、高分子聚集態結構、高聚物流體的流變性質、高分子材料的光氧老化等;在高分子合成方面,包括聚醯胺聚丙烯、嵌段共聚物、有機矽高分子醫用高分子酚醛樹脂高分子催化劑、特種用途膠粘劑、芳雜環高分子、腐植酸、共混高聚物和多相高聚物的結構和性能、高分子複合材料等。

② 物理化學 有十幾個實驗室,研究領域包括熱化學和熱力學、納秒時間分辨光譜分子束光譜電子顯微鏡、X 射線晶體結構分析、磁共振、電子能譜、振動光譜量子化學、有機固體電導、有機圖象記錄材料等。

③ 有機化學 研究領域包括物理有機化學,烷基選擇性取代反應,含氮、矽、硫、硼等的雜環化合物,氧化和羰基化的有機金屬絡合物催化劑,新型有機反應試劑等。

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④ 無機化學和分析化學 無機化學研究原有較大規模,研究領域包括鹽類資源開發利用、絡合物化學、核燃料生產和處理工藝、硼同位素分離、稀土元素分離及其化合物製備等。一部分無機化學研究人員於1962年分出,成立了鹽湖研究所;另一部分於1975年分出,成立了環境化學研究所。分析化學有十幾個實驗室,研究領域包括元素和有機化合物的微量和痕量分析方法、色譜法的基礎研究、色譜固定相、有機化合物質譜分析、電子能譜法、光譜法、核磁共振譜法等。

20多年來,化學所曾孕育和分出了三個專業研究所(鹽湖研究所感光化學研究所環境化學研究所)和兩個專業室組(有機氟化學和含氟高分子;有機合成化學)。截至1985年為止,共取得了300餘項研究成果,其中高聚物分子量測定研究工作曾於1956年獲得中國科學院科學獎金三等獎;分子結構與性能間的定量關係(“誘導效應指數”和“同系線性規律”) 研究工作曾於1982年獲得國家自然科學二等獎,並在國際上得到較高評價;共有24項獲得了全國科學大會獎,7項獲得了國家重大發明獎;146項重要成果已推廣生產和套用。還研製成各種科學儀器117台(套、類),不少已推廣套用,其中的轉動彈量熱計的熱值測定精度已達到國際最佳值(±0.01%)。截至1985年為止,該所研究人員在國內外著名刊物上共發表了學術論文約2000篇。該所並培養研究生,為國家批准的博士和碩士學位授予單位。

從1956年建所至今,化學所已經走過了50年的歷程,伴隨著新中國建設的步伐,化學所順應科學技術發展的趨勢,面向國家經濟建設和國防建設,不斷充實、發展和壯大。改革開放特別是科技體制改革以來,化學所進行了以結構調整為中心的改革,不斷精幹了研究隊伍,更加明確了研究方向,進一步凝鍊了科技目標,最佳化了運行機制。化學所以深厚的學科積累、優秀的人才隊伍和研究實力為基礎,已經發展成為我國化學領域內有很強綜合能力和創新能力、在國際上有一定影響的重要研究機構,為促進我國科學技術的發展和國民經濟建設作出了重要貢獻。

籌建

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1953年,中國科學院決定在北京籌建綜合性的化學研究所。包括 楊石先曾昭掄莊長恭等一批著名科學家和管理專家在內的籌備組,對所址的選擇、研究方向、研究所組織、實驗室的建設、研究人員的聘請都做了詳細的計畫。其中 柳大綱黃子卿吳學周汪猷張青蓮黃耀曾蔣明謙梁樹權王葆仁邢其毅馮新德等國內知名 化學家都參與了籌備工作。

化學所在籌建時決定將上海有機所的高分子部分,當時北平研究院的分析化學和有機化學部分,長春應化學一部分無機研究,以及北京大學由黃子卿和傅鷹兩位教授兼任的物理化學和張青蓮教授兼任的同位素研究,共同組成一個綜合性化學研究所。1955年秋天化學所實驗大樓落成。1956年化學所正式成立。第一任所長是曾昭掄先生兼任。

發展歷程

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在幾十年的發展過程中,先後以化學所的某些學科方向為主組建了 青海鹽湖所(1958年)、感光化學所(1975年)和生態環境中心(1975年);成都有機所成立時吸納了化學所的十幾位業務骨幹;化學所有機氟的工作於1963年併入 上海有機所。1994年化學所成為 國家科技部中國科學院基礎性研究改革試點單位之一。1998年,化學所被列為首批進入中國科學院創新工程試點的單位之一,1999年3月,中國科學院分子科學中心成立。2003年11月科技部批准化學所與北京大學共同組建 北京分子科學國家實驗室

定位

以開展基礎研究為主,有重點地開展國家急需的、有重大戰略需求的高技術創新研究,並與高新技術套用和轉化工作相協調發展的多學科、綜合性研究所。

奮鬥目標

通過5-15年的努力,把化學所建設成為國際一流的科研機構。創造國際一流的研究成果,培養綜合素質全面的優秀人才,開拓先進的管理模式,為國民經濟和國家安全做出實質性重要貢獻。

重點研究領域

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分子與納米科學前沿,有機與 高分子材料化學生物學研究,能源與綠色化學。

致力於高分子科學與材料、化學反應動態學和結構化學、有機固體、光化學與光功能材料、納米科學與技術、膠體界面科學與化學熱力學、分子識別與選擇性合成、生命分析化學、理論化學和高技術料等方面的研究。

國家重點實驗室

分子反應動力學國家重點實驗室(與大連化物所合建)、分子動態與穩態結構國家重點實驗室(與北京大學合建)、高分子物理與化學國家重點實驗室(與長春應化所合建)。

中國科學院重點實驗室

有機固體院重點實驗室光化學院重點實驗室分子納米結構與納米技術院重點實驗室膠體、界面與化學熱力學院重點實驗室工程塑膠院重點實驗室

重大項目

承擔國家863、973、攻關、自然科學基金委創新群體、傑出青年基金、重大、重點項目和中國科學院重大、方向性創新項目共100多項。例如:“973”項目“分子電子學的基礎研究”;“863”項目“基於納米材料的直接列印製版集成技術”;科技部國家重大科學研究計畫項目“有機功能納米材料和結構的大尺寸、高有序自組織生長技術和基本科學問題的研究”;基金委重大基金項目“聚合物凝聚態的多尺度連貫研究”;中國科學院重大創新項目“納米科技在若干重要領域的套用探索”;中國科學院方向性創新項目“有毒難降解有機污染物的產生、演化與降解研究”等。

重要成果

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建所以來,化學研究所共獲得國家及省部級獎269項,其中包括國家自然科學二等獎12項,三等獎2項;國家 發明三等獎9項,四等獎1項;國家科技進步特等獎3項,一等獎1項,二等獎1項,三等獎4項;國家星火三等獎1項;全國科學大會獎24項。

自知識創新工程以來,共獲9項國家自然科學二等獎。1999年“高分子凝聚態基本物理問題研究”獲國家自然科學二等獎。2002年“C60的化學和物理基本問題研究”和“高分子穩定金屬納米簇的合成及催化研究”獲國家自然科學二等獎。2004年“若干新型光功能材料的基礎研究和套用探索”獲國家自然科學二等獎。2005年“有毒難降解有機污染物光催化降解機理的研究”和“具有特殊浸潤性(超疏水/超親水)的二元協同納米界面材料的構築”獲國家自然科學二等獎。2006年“大氣污染中瞬態物種的產生、結構和反應”獲國家自然科學二等獎。2007年“固液界面的分子組裝與調控及電化學STM研究”和“新型光電功能分子材料與相關器件”獲國家自然科學二等獎。

中國科學技術信息研究所最新發布的2006年度中國科技論文統計結果,化學所在SCI(科學引文索引)、EI(工程索引)檢索中繼續名列前茅。其中SCI收錄論文619篇,SCI被引用論文1367篇5165次,位居全國研究機構第1名,特別是被引用與上年相比有大幅增加;EI收錄論文453篇,位居全國研究機構第1名;2006年度國內期刊和國際期刊論文總數1198篇(CSTPCD、SCI、EI、ISTP等),位居全國研究機構第1名;1997-2006年SCI收錄論文累計被引用篇數4293篇,引用次數28393次,位居全國研究機構第2名。化學所論文發表及被引用數連續十多年名列全國科研機構前列,高水平論文的數量穩步增加,國際論文被引用篇數次數的增加,顯示了化學所基礎研究的雄厚實力。

人員狀況

截止2007年底化學所有在編職工459人,其中專業技術人員389人,進入創新346人。有中國科學院院士8人、研究員83人、副研究員98人、高級工程師24人。其中國家傑出青年基金獲得者34人,國家基金委優秀創新群體4個,海外創新團隊3個,中國科學院“百人計畫”入選者46人。形成了一支結構合理、素質優良、具有較強競爭力和持續發展能力的科技人才群體和管理與技術支撐隊伍。

研究生培養

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化學所是1981年首批被批准為 物理化學高分子化學與物理有機化學分析化學4個學科的碩士、博士學位授予權單位。1985年首批在 物理化學高分子化學與物理有機化學三個學科設立博士後流動站。1993年增設 高分子材料科學(工學)碩士學位授予權專業點。1993年被國家批准為全國17個自行增列博士導師的試點單位之一。1996年被國家批准為按一級學科(化學)授予博士學位的試點單位。1997年被批准為中國科學院博士生重點培養基地。

截至到2007年年底,在學博士生629人,碩士生225人,在站博士後30人。獲全國百篇優秀博士論文獎5名,獲中國科學院優秀博士學位論文獎12名,獲中國科學院院長獎學金特別獎15名、優秀獎75名,獲中國科學院各類冠名獎學金90名。培養了一批活躍在國內外科學研究和科技管理骨幹。研究生隊伍是化學所充滿生機和活力的研究力量。

創新文化建設

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以“創新、求是、團結、奉獻”為所訓,努力營造有利於創新思想產生、有利於創新人才成長的良好環境,建設與國際一流研究所相適應的、有化學所特色的研究所文化。

日臻完善的規章制度體系為探索建立現代科研院所制度打下了良好基礎,多層次的學術交流活動營造了濃厚的學術氛圍,先進的儀器設備和現代化的園區創造了良好的科研環境。勇於創新、追求真理、樂於奉獻、團結協作的科學價值觀已經形成。

園區建設

建築面積16808平方米的分子科學中心實驗樓2002年投入使用,1號樓、2號樓、4號樓、5號樓、10號樓的室內和外牆裝修改造,完成了道路和地下管網改造,全所面貌煥然一新,科研人員的實驗條件和辦公條件及園區環境得到較大改善,現代化的園區初步形成。

學術刊物

主辦《化學通報》《高分子學報》 、 《高分子通報》 、 《高分子科學》(英文版) 、 《化學通訊》等。中國化學會掛靠在化學所。

交流與合作

與30多個國家和地區建立了科技合作與交流關係。每年參加境外國際會議、學術交流、合作研究近200人次,接待來所參加學術交流及合作項目的人員300多人次,每年組織和主辦多次國際會議。聘請了包括三位諾貝爾獎獲得者在內的21位國際知名科學家擔任名譽研究員。化學所一批知名學者在國際學術組織、國際學術期刊國際會議中擔任職務。

兩院院士

中國科學院化學研究所 曾昭掄 中國科學院化學研究所 柳大綱 中國科學院化學研究所 王葆仁
中國科學院化學研究所 蔣明謙 中國科學院化學研究所 錢人元 中國科學院化學研究所 徐端夫
中國科學院化學研究所 梁樹權 中國科學院化學研究所 蔣麗金 中國科學院化學研究所 黃志鏜

 

 

名譽教授

中國科學院化學研究所 馬庫斯物理化學家貝爾化學獎獲得者美國加州理工學院教授 中國科學院化學研究所 陳德恆有機化學家加拿大麥吉爾大學教授 中國科學院化學研究所 李遠哲物理化學家諾貝爾化學獎獲得者
中國科學院化學研究所 士田英俊高分子化學家日本早稻田大學教授 中國科學院化學研究所 斯塔博有機化學家德國馬普學會醫學研究所教授 中國科學院化學研究所 中條利一郎高分子物理學家日本帝京科學大學教授

 

兼職教授

中國科學院化學研究所 唐有祺物理化學家中國科學院院士北京大學教授 中國科學院化學研究所 王佛松高分子化學家中國科學院院士中國科學院原副院長 中國科學院化學研究所 張存浩物理化學家中國科學院院士國家自然科學基金會原主任

 

歷任所領導

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現任所領導

萬立駿簡介

中國科學院化學研究所 萬立駿
中國科學院化學研究所所長,中國科學院分子科學中心主任。1982年畢業於 大連理工大學,1996年3月在 日本東北大學獲博士學位,曾任日本科學技術廳科學技術振興事業團(ERATO/JST)研究員,日本東北大學助理教授,日本東北大學、 北海道大學山梨大學客座教授等。1998年入選 中國科學院“百人計畫”

從事單分子物理化學和納米化學領域的研究,在單分子識別、分子組裝與控制、固液界面超微結構、性能及納米材料結構構築等方面的工作取得了具有重要意義的研究成果。在JACS,Angew.Chime.,JPCB等國際上有影響的學術刊物上發表論文100餘篇。

曾獲遼寧省科技進步獎,中國分析測試學會一等獎,2000年獲國家自然科學基金傑出青年基金。2002年中科院“百人計畫”終期考核被評為優秀;2002年獲中國化學會-德國BASF青年知識創新獎等。

科研成果

建所以來成果豐碩

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在中國科學院知識創新工程進入“創新跨越、持續發展”的新階段的時候,化學研究所走過了五十年的歷程,在各級領導的關懷和支持下,經過幾代人的不懈努力,化學所順應化學科學的發展規律,面向國家戰略需求、面向世界科技前沿,在基礎研究、高技術創新研究和高新技術產業化等方面,取得了一批重要的成果,為促進化學科學的發展,促進國家經濟建設和國防建設,做出了重要貢獻。

1.獲獎

截止2007年12月,化學所共獲得國家及省部級獎269項,其中包括國家自然科學二等獎12項,三等獎2項;國家發明三等獎9項,四等獎1項;國家科技進步特等獎3項,一等獎1項,二等獎1項,三等獎4項;國家星火三等獎1項;全國科學大會獎24項。

2、原始創新能力和技術創新能力明顯提高

自1989年科技部統計論文開始,化學所論文發表及被引用數連續十多年名列全國科研機構前列,高水平論文的數量穩步增加,充分反映了化學所基礎理論研究的雄厚實力。

化學所發表論文統計

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知識創新工程以來,化學所在化學、材料領域國際最重要的期刊“美國化學會會志”、“德國套用化學”、“先進材料”上發表的高水平論文不斷增長,表現了化學所原始創新能力的不斷提高。

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化學所專利申請、授權連續十多年名列中科院京區單位前列,表現了化學所技術創新方面的雄厚實力。

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創新工程以來的重要成果

2006年科研進展

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一、科研產出在高水平上穩中有升

1.“大氣污染中的瞬態物種的產生、結構和反應”獲得國家自然科學二等獎

該研究開創性地將PES譜儀用於瞬態物種動態檢測,開拓了PES用於化學反應動力學研究的新方法;研製改造成國際上唯一的瞬態能譜與HeI光直接光電離的飛行時間質譜聯合譜儀。在國際上率先研究了在臭氧損耗、光化學煙霧、酸雨形成中起重要作用的瞬態物種的產生、結構和反應;獲得多種影響生態環境的重要瞬態物種。

此外,3個項目獲得中國分析測試協會(CAIA)科學技術一等獎。

2.化學所獲2006年全國學科評估化學學科整體水平最高分

教育部學位與研究生教育發展中心公布了2006年全國學科評估結果:化學學科包括高校和科研院所共有51家單位參評,化學所獲得整體水平最高分(96分)。

3.發表高水平論文達到歷史最好水平,繼續位居全國研究機構前列

據科技部統計,化學所2005年發表SCIE論文530篇,位居全國研究機構第2名;SCIE論文被引用3818次,位居全國研究機構第1名,被引用1153篇,位居全國研究機構第2名;1996-2005年SCI收錄論文累計被引用2881篇21417次,位居全國研究機構第2名。

2006年,化學所作為第一單位發表論文共642篇,SCI收錄論文595篇,其中在化學類高水平的學術期刊Acc.Chem.Res.、J.Am.Chem.Soc.、Angew.Chem.Eng.Ed.和材料類高水平的學術期刊Adv.Mater.及物理學科高水平雜誌PRL上共發表論文38篇。此外,在化學的各個分支學科如高分子科學、物理化學、有機化學、分析化學和無機化學領域的高水平雜誌(影響因子大於3.0)上發表論文239篇。

2006年化學所申請專利127項,獲專利授權62項。

二、基礎研究取得重要進展,獲得若干項成果,凸顯創新能力

2006年,化學所在基礎研究方面取得了一批重要成果,顯示了在基礎研究領域的創新能力,主要如下:

1.分子與納米科學前沿

在分子組裝與調控、分子順-反式構象的控制、有機固體單晶微納材料與微納器件研究、碳納米管場效應電晶體及可控制備、超高密度信息存儲材料、具有“光開關”功能的浸潤性和變色雙回響性氧化鎢材料、雙回響可控超疏水與超親水可逆轉換薄膜、半導體一維納米材料的製備、非常規富勒烯的合成與研究等方面,取得一批創新性成果。

2.有機高分子材料

在有機單晶納米線製備及性能研究、有機場效應電晶體及有機半導體材料的設計、合成和場效應性能研究、導電聚合物的電荷傳輸研究、結構完美的梯形聚倍半矽氧烷的合成、新型共軛聚合物光伏材料研究、分子構型控制聚集態結構和形狀、烯烴聚合催化劑的合成、製備與套用探索等研究領域,取得重要進展。

3.化學生物學

在由完全非手性分子製備手性光學開關、生物大分子構象研究、色氨酸顯色鑑定新方法研究、用於診斷腫瘤的磁共振造影劑研究、共軛聚合物生物感測研究、識別金屬離子的新方法和新概念、高等植物和藍藻光系統II電子轉移調控機制研究、生物大分子摺疊結構特徵的模擬研究、生物轉化合成反應研究等方面,獲得重要進展。

4.能源與綠色化學

在基於碳納米管的生物燃料電池研究、有毒難降解有機污染物的光催化降解及其機理研究、環境鐵物種光催化及光化學行為的研究、光電子能譜和飛行時間質譜聯用技術套用於大氣非均相過程研究、大氣光氧化和光化學煙霧研究、新型高效不對稱有機小分子催化劑研究等方面,取得一批創新性成果。

三、面向國民經濟建設和國家安全重大需求,套用基礎研究取得新進展

利用分子篩擇型能力研究了甲醇制烯烴機理,為甲醇轉化機理研究提供了新的思路。在選擇性甲烷氧化催化劑研究方面,實現了在較低反應溫度下的甲烷高選擇性氧化。先進高分子材料基地建設取得進展,在先進芳雜環高分子材料、先進防熱與隔熱酚醛樹脂材料、含矽聚合物新材料及陶瓷前驅體等方面的套用研究中,取得重要進展。“關鍵結構材料碳纖維及其原絲微結構檢測技術平台的建立及檢測方法標準化”工作取得進展。

四、加強所地合作,促進成果轉化

與地方和企業建立了良好的合作關係,承擔地方和企業的科技任務85項。與德國拜耳公司在高分子材料、日本SONY公司在納米材料、中國石油天然氣股份有限公司在聚烯烴材料、與航空航天研究院所在高性能材料、與江蘇和山東的大型企業在環保型新型精細化工產品等方面進行技術轉移和開發合作,獲得良好效益。

昌平中試基地為化學所投資公司的生產和科研成果的產業化提供了保障。

2005年科研進展

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2005年

1.“有毒難降解有機污染物光催化降解機理的研究”獲國家自然科學二等獎

有毒難降解有機污染物引起的環境問題已成為國內外十分關注的重大問題,用現有環境技術很難處理這些污染物。國際上最受關注、套用潛力很大的去除方法是用環境友好的氧化劑(O2,H2O2等)在催化劑和紫外光同時作用下的光催化技術,最大的科學難題是只能利用紫外光和反應效率低。化學所趙進才研究員領導的課題組與香港中文大學合作,成功地在可見光照射下實現了染料污染物的TiO2光催化有效降解和礦化,提出了與紫外光光催化反應不同的染料污染物可見光光催化降解機理;設計併合成了一系列新型鐵氮配合物可見光光催化劑,提出了可見光光催化活化H2O2及O2降解並礦化有毒有機污染物的反應機理;研製成功二元協同改性的TiO2基可見光光催化劑,在可見光照射下可有效地活化O2降解多氯酚等有毒有機污染物,對TiO2表面和體相改性進行了系統而深入的研究。

2.“具有特殊浸潤性(超疏水/超親水)的二元協同納米界面材料的構築”獲國家自然科學二等獎

化學所江雷研究員領導的研究小組在二元協同納米界面材料的構築等方面進行了系統研究,其研究內容包括:

(1)揭示生物體表面的微米/納米複合結構是引起超疏水性的重要原因:通過對荷葉表面微觀結構的研究,發現荷葉表面的超疏水的原因;對水稻葉片表面微觀結構的觀察,說明表面微觀結構的定向排列影響水滴的運動趨勢;揭示水黽的穩定水上運動特性源於它腿部特殊的微/納米結構效應。

(2)仿生製備具有納米和微米結構的一維納米材料,實現一維納米材料的構築,研究其超疏水和超雙疏的仿生性質。

(3)可控超疏水/超親水可逆“開關”:利用熱回響性高分子和陣列氧化鋅納米結構分別實現了溫度和紫外光控制下超親水和超疏水之間的可逆轉換。

(4)特殊浸潤性的套用研究:利用模板擠壓法成功地將高分子材料,尤其是親水性的高分子,製備成超疏水性納米陣列薄膜;製備納米結構碳膜,在全pH值範圍內具有超疏水性質;以管狀多孔氧化鋁為模板,實現大規模製備仿蟬翼的柱狀超疏水高分子陣列薄膜;仿生製備聚合物超疏水類荷葉結構;將超疏水與超親油這兩個特殊的浸潤性質相結合,製備了超親油和超疏水兼具的網膜,實現了油水的分離。

3.“固液界面分子納米結構構築及電化學掃描隧道顯微鏡研究”獲北京市科學技術一等獎

固液界面的分子納米結構構築是物理化學研究,特別是表界面科學的重要分支,是納米科學技術研究的重要組成部分,對其結構的電化學掃描隧道顯微術(Scanningtunnelingmicroscopy,STM)研究,是當今該領域的科學前沿。化學所萬立駿研究員領導的研究組近年的研究內容,主要涉及物理化學的基礎科學問題以及納米結構構築的方法學,包括:

(1)單分子的構型識別,實現了表面手性分子的電化學STM手性識別以及固液界面分子的結構,分子取向與基底關係的原位、實時、實空間研究。

(2)從單分子出發的固液界面二維分子納米結構構築。例如:單組分分子的二維有序結構的構築;多組分分子複合結構的構築,金屬配合物分子納米結構的構築等。加深了分子與分子間,分子與基底之間相互作用的理解,總結了固液界面分子納米結構構築的主要規律。

(3)實現了單分子以及分子納米結構的調控。通過光反應,熱效應以及電位控制,進行單分子控制以及實現二維納米結構的轉化。

(4)杯芳烴以及與富勒烯複合物的納米結構構築。

(5)成功的將電化學STM套用於上述研究領域,在溶液中獲得與超高真空度相比的STM圖像,發展了固液界面研究的技術,為固液界面的研究提供了重要的原位分析技術。形成了從結構設計、結構製備、理論模擬、性能檢測到原位STM結構表征的系列方法,成功建立了在固液界面構築納米結構的研究體系。研究成果具有重要的科學意義和創新性,在國際同行中具有重要影響,處於領先地位。

4.“導電聚合物電化學和聚合物發光電化學池的研究”獲北京市科學技術一等獎

化學所李永舫領導的課題組對導電聚合物的電化學製備、電化學性質和聚合物發光電化學池(LEC)進行了系統深入地研究,研究內容和取得的主要創新性成果如下:

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(1)電化學聚合方面,研究了吡咯和噻吩電化學聚合過程和機理,製備出高電導和高力學強度的聚吡咯(PPy)和聚噻吩薄膜;提出了“陰離子參與的陽離子自由基聚合”吡咯電化學氧化聚合機理,在此基礎上,首次推導出電化學聚合反應的動力學方程;發現聚合電解液溶劑給電子性(DonorNumber,DN)越低,製備的聚吡咯(PPy)膜電導越好;使用非離子表面活性劑OP10作為添加劑,在水溶液中製備出表面非常光滑、具有較大力學拉伸強度的導電PPy薄膜。

(2)電化學性質方面,通過電化學石英晶體微天平確認了PPy在水溶液中對應於兩種摻雜結構的兩步電化學還原的機理,闡明了PPy過氧化反應的機理以及在有機電解液中第一次還原時出現過電位現象的機理,使用現場光譜電化學的方法研究了導電聚苯胺的電化學性質;通過電化學循環伏安法測量了多種共軛聚合物的HOMO和LUMO能級以及禁頻寬度Eg。

(3)LEC方面,觀察到LEC中發光聚合物的固相電化學p-型摻雜和n-型摻雜現象,澄清了國際上對LEC電荷注入機理的爭論,支持了電化學摻雜的機理,通過交流阻抗測量闡明了LEC的p-i-N結結構;使用雙功能嵌段共聚物製備出高效率的發藍綠光的LEC器件;通過咪唑鹽類離子液體摻雜製備出室溫準冷凍p-i-n結LEC器件。

與國內外相關研究單位比較,該項目組在導電聚合物電化學聚合機理和聚合反應動力學、高力學強度和高電導導電聚合物薄膜的電化學製備、導電聚合物電化學性質、直至聚合物發光電化學池(LEC)的研究方面,研究工作廣泛、深入,具有系統性,處於國際領先或先進水平。

5.功能納米材料領域取得一系列研究成果

中國科學院化學研究所 中國科學院化學研究所
以環境和能源需求為研究背景,在燃料電池催化劑研究方面,利用簡單、低能耗的方法開發出高效的金屬納米空心球催化劑之後,在半導體光催化劑研究領域取得新成果。

利用簡單的一步溶液相界面組裝技術製備出半導體複合(TiO2/CdS)納米空心球材料,並且基於模板合成技術,成功地製備出TiO2半導體及其與金屬或半導體複合(TiO2/Au、TiO2/CdS)的納米管陣列材料,這些材料具有優異的光學性質,有望在光電材料和光催化領域具有新的套用。發展了一種利用自組裝技術製備具有高表面積的半導體ZnS光催化劑的方法。為高表面積和高活性光催化劑的製備及其在光催化領域的套用開闢了新思路和方法。

6.基於碳納米管和D--A型有機分子的納米整流器"被國家自然科學基金委員會評為特優項目

納米整流器的研究對納米電子學的實現具有重要的科學意義和潛在的套用背景。

合成了具有D-π-A結構的有機分子,製備了多種一維納米結構,利用LB技術和STM技術組裝了分子整流器,利用具有分子內納米結的碳納米管和串珠狀碳納米管制備了納米整流器。組裝了邏輯電路和製備了場效應電晶體。在開啟電壓、整流比、場效應遷移率等方面取得了重要進展。

7.製備出有望用於疾病活體診斷的生物相容性磁性納米晶體

開展了高質量水溶性磁性納米晶體的製備研究,探索生物相容性磁性納米晶體在生物醫學領域中的套用,取得了重要研究成果。通過一步反應製備出具有高結晶度和高磁學性能的水溶性磁性Fe3O4納米晶體。隨後擴展到價廉無毒的FeCl3·6H2O,為高質量的磁性納米晶體提供了簡便的製備方法,從而為磁性納米晶體材料在生物醫學領域的套用提供了更廣泛的前景。在此工作基礎上,又成功地利用一步反應製備出表面修飾有羧基PEG的磁性納米晶體。將上述方法製備的磁性納米微粒用於弓形蟲和腦缺血等病理模型的研究中,初步結果表明所得到的磁性納米晶體有望用於疾病的活體診斷,表現出良好的實際套用前景。

8.超高密度信息存儲與可擦除高密度光學信息存儲研究取得新進展

設計合成了具有強電子給體和電子受體、物理化學性質穩定的有機分子1,1,2-tricyano-2-[(4-dimethyl-aminophenyl)ethynyl]ethene(TDMEE)。在TDMEE薄膜上實現納米尺寸信息點的寫入,信息點的平均直徑達2.1納米,對應信息存儲密度>1013bits/cm2。為在真空條件下製備的分子電子器件的材料設計和結構控制提供了新的思路和途徑。

設計合成了一種具有良好開環體熱穩定性的新型螺噁嗪分子SOFC。在這種螺噁嗪分子的薄膜上實現了二維光學信息存儲,並成功地利用雙光子技術進行了三維光學信息存儲。結果表明,這類新型光致變色材料用於信息存儲表現出良好的穩定性,而且可以進行信息的反覆寫入和擦除,並可套用於基於雙光子技術的多層三維高密度光學信息存儲,表現出很強的套用前景。為新型高密度光學信息存儲材料的設計和製備開拓了新的思路。

9.腔體結構與材料研究取得系列進展

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製備了一維納米孔結構的 二氧化矽纖維和管及其陣列體系,實現了產物形貌和納米孔結構的可控調節,為功能化複合納米線的製備和納米孔材料在分離等方面的套用開闢了新思路和方法。進一步研究為納米尺度的功能器件開發奠定了基礎,有望在光電和熱電裝置、感測和高密度信息存儲器等領域得到套用。以含有可聚合的雙炔基團的無機功能單體製備有序納米孔複合材料,實現了材料的可逆溫度回響變色。

提出以核/殼凝膠微粒為模板,利用凝膠的可滲透性和容易與功能物質複合等特點,製備新型核/殼複合功能二氧化鈦微粒和相應的中空微球。解決了空腔尺寸不可控的關鍵問題,為其進一步套用奠定了基礎。本方法具有普適性,將在中空微球的組成(光電磁特性、高性能聚合物殼體)、尺寸(亞微米/微米)和形狀(球/橢球)等方面的控制製備發揮重要作用。

10.製備出具有重要套用意義的發光波長可調控的有機納米粒子

製備了DCM摻雜的吡唑啉有機納米粒子,並實現了其發光顏色由藍色到紅色的調控。研究發現,摻雜的有機納米粒子表現出了高效的能量傳遞。改變DCM的摻雜比例可以實現納米粒子的螢光發射由藍光到紅光的可調控發射。能量傳遞和DCM聚集所致的發射紅移是體系表現出可調控發射的原因。製備了納米粒子分散的聚合物薄膜,其發光顏色仍保持可調控性能,為摻雜有機納米粒子的實際套用提供了成功的實驗示例,對製備顏色可調的有機發光材料具有重要的參考價值。

11.有機材料激子手性的調控研究取得新進展

利用納米粒子尺寸來實現對激子手性的調控,通過誘導手性有機分子間相互作用成功地實現了手性激子的翻轉,並結合實驗研究和理論計算對其形成機制進行了探索。研究發現,模型化合物納米粒子激子手性的翻轉,由納米粒子中二聚體形成誘發的相鄰分子間的激子耦合引起,而納米粒子中激子手性的尺寸依賴性,則與有機納米粒子中二聚體的形成以及表面效應密切相關。激子手性的調控對於有機納米光功能材料在光電器件中的套用,發展現有的聚集體效應理論和進一步開發利用有機小分子納米光功能材料具有重要的意義。

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12.首次觀察到花青染料分子的 延遲螢光

研究發現穩定的反式Cy5分子被激發到激發單線態後,分別被光異構到順式基態和三線態,由於簡併的順式三線態與反式單線態勢能面的能量差與熱活化能(kT)相當,處於順式三線態的分子可以通過熱誘導的作用回到反式的單線激發態而發出延遲螢光。這一結果對了解Cy5分子的三線態性質和順反異構化過程及其在單分子光譜測量中的套用具有重要意義。

13.提出銪配合物發光的單重態敏化機制

合成了新型銪配合物EuIII(TTA)3DPBT並獲得了>50%的螢光量子產率;證實了該銪配合物中配體DPBT向金屬中心的單重態能量傳遞機制,即單重態敏化機制。

進一步研究發現,配體DPBT最低單重激發態既是單光子躍遷又是雙光子躍遷允許的;配體DPBT被雙光子激發後經由單重態向金屬中心進行能量傳遞。由於雙光子吸收截面較大(160GM,808nm),且EuIII中心發光量子效率高,該配合物具有較高的近紅外雙光子敏化效率。

新型銪配合物EuIII(TTA)3DPBT兼備長波長敏化和紅光發射的優點,對進一步探索新型生物螢光標記分子和發展高空間解析度雙光子成像有重要參考價值。

14.低維有機電荷轉移鹽納米材料製備新方法

採用新的方法製備出低維有機電荷轉移鹽納米圖案等,在物理性質等方面與它們的體材料比較,表現出明顯的差異。這些研究成果將對有機固體和新材料領域的發展,特別是分子電子器件、納電子器件、分子電路等方面研究產生重要的影響。

15.功能聚合物納米器件研究取得新進展

合成了一種既具有一定剛性,又帶有自組裝端基的聚苯乙炔類分子,製備了基於共軛聚合物的納米器件。這種聚合物納米器件具有良好的光電回響行為,對光的回響速度達400Hz,是一個納米尺度的理想光開關。同時,該納米器件表現出理想的p-型場效應電晶體的性能,在低溫下觀察到類似單電子的回響行為。這一研究結果為共軛聚合物在納米電子器件中的套用開拓了新的思路。

高技術研究、院地合作及產業化工作取得新進展

2005年化學所進一步加強了院地合作和科研成果產業化轉化工作,多次參加由科學院和各地方政府組織的合作洽談會,多次接待了地方科技局組織的企業家訪問團,加強了與地方和企業的合作。其中代表性工作包括:

1.與青島市簽訂合作發展協定

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2005年12月26日,化學所代表團一行12人於訪問青島市,分別與青島市城陽區政府簽訂了共建化學所青島基地的協定、與青島市科技局簽訂了科技合作框架協定,與海洋化工研究院和青島科技大學簽訂了具體合作協定。在“十一五”期間,化學所將按照科學院的辦院方針,在保持基礎研究平穩快速發展的同時,加強與地方和企業的合作,共同開展套用基礎和套用開發研究方面的工作。

2.與燕寧公司合作,加強軍工生產基地的建設

與燕寧公司簽訂契約,租借燕寧公司的4000餘平方米的廠房,加強研究成果的產業化工作和軍工基地的建設,以保證所承擔的軍工和產業化工作的順利進行。

3.加強與國內外著名企業的套用開發合作研究

繼續加強與中石油的套用開發合作研究,與中國石油天然氣股份有限公司化工與銷售分公司和遼寧向陽科化集團簽訂了三方“關於聚烯烴催化劑及助劑技術戰略合作備忘錄”;與台灣長興公司共同召開了多次合作研討會,在多個研究領域繼續進行合作研究。加強了與國際大公司的合作研究,分別與日本索尼、德國拜耳等開展合作研究。

4.研究成果的轉化和套用開發工作

與企業和套用單位合作,開展了離子液體、線形低密度聚乙烯(LLDPE)、全氫聚矽氮烷前驅體、新型驅油劑等多項最新套用基礎研究成果的開發,為進一步擴大套用奠定了基礎。

2004年科研進展

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1.在 納米結構和納米材料研究方面取得一系列新進展

(1)分子納米結構和納米技術院重點實驗室巧妙地利用鈷與貴金屬的鹽溶液發生置換反應的特點,使鈷納米粒子與氯鉑酸直接反應製得鉑的空心納米球。該研究為金屬納米空心球的製備及其在催化領域的套用開闢了新思路和方法。

(2)通過特定聚合物的簡單自組裝一般得到的是具有一個空腔的囊泡,這種聚合物自組裝結構是當前高分子科學領域中的重要研究內容。高分子物理與化學國家重點實驗室發展了一類兩親反應性嵌段聚合物,其中一段側基帶有反應性多甲氧基矽,另一段為聚乙二醇,通過聚合物的自組裝和凝膠過程,製備了一種具有多空腔結構的有機/無機雜化新型納米複合膠囊,其可能具有實現分步釋放的性能而在生物醫藥領域發揮作用。

(3)如何有效地調控有機納米材料的形貌和尺寸、進而調控其光電特性,仍然是現代材料化學所面臨的重大挑戰之一。光化學院重點實驗室與有機固體院重點實驗室合作,通過誘導類雜芪染料分子間特定的非共價相互作用,成功地製備了具有不同結構特徵、尺寸高度均一且可控的有機納米結構單元。結合實驗研究和理論計算對其形成機制進行了探索,在有機納米結構單元的設計和構築方面取得新的進展。

2.在從自然到仿生的超雙疏界面材料研究方面取得新突破

(1)有機固體院重點實驗室在分子科學中心創新項目支持下,在仿生研究領域取得了新進展。一種常見的生活在池塘、河流和溪水表面的昆蟲水黽,為何能夠毫不費力地站在水面上,並能快速地移動和跳躍?他們的研究結果揭示了這一神奇的自然奧秘,在國際權威期刊《自然》(Nature2004,432,36)發表後,立即被Science,C&ENews和NationalGeographicNews等雜誌介紹,LiveScience及CBCHealth⪼ienceNews等網站線上評論。

他們的研究表明,水黽的這種優異的水上特性,並不是像以前的學者認為的依靠的是分泌的油脂所產生的表面張力效應。他們研究發現,水黽是利用其腿部特殊的微納米結構效應來實現的。空氣被有效地吸附在這些取向的微米剛毛和螺鏇狀納米溝槽的縫隙內,在其表面形成一層穩定的氣膜,阻礙了水滴的浸潤,巨觀上表現出水黽腿的超疏水特性。對其腿的力學測量表明:僅僅一條腿在水面的最大支持力就達到了其身體總重量的15倍。正是這種超強的負載能力使得水黽在水面上行動自如,即使在狂風暴雨和急速流動的水流中也不會沉沒。這一新的發現將有助於在不遠的將來設計出新型微型水上交通工具。

(2)有機固體院重點實驗室在具有特殊浸潤性(如超親水、超疏水)納米界面材料的製備及研究領域取得了許多重要成果。他們以普通的不鏽鋼絲網作為基底,通過噴塗-乾燥技術,使絲網表面均勻地覆蓋一層含有低表面能物質聚四氟乙烯的噴塗層,成功地製備出同時具有超疏水及超親油性的油水分離網膜材料,在實用性功能納米界面材料研究領域取得了新進展。將由這種網膜構成的分離過濾裝置套用於水上船舶、陸地車輛或飛機的輸油管線中,可以實現燃油、潤滑油的高純度淨化,對於海陸空交通工具的安全運行及機械效率的提高具有重要的價值。

(3)有機固體院重點實驗室以廉價的聚苯乙烯為原料,採用一種簡單的電紡技術,製備了一種具有新穎結構的超疏水薄膜。這種超疏水界面材料製備工藝的研究,在低成本大規模製備具有特殊浸潤性的功能界面材料方面邁出了重要的一步。

(4)有機固體院重點實驗室成功地通過調節“光”和“溫度”,實現了納米結構表面材料超疏水與超親水之間的可逆轉變,製備出超疏水/超親水“開關”材料,在基因傳輸、無損失液體輸送、微流體、生物晶片、藥物緩釋等領域具有極為廣闊的套用前景。熱回響超疏水-超親水可逆“開關”研究結果被推選為德國《套用化學》的VIP(VeryImportantPaper)文章。文章發表後馬上被《科學》雜誌主編推選為化學方面的亮點,並在2004年1月16日出版的《科學》雜誌以《超級開關》為標題,報導了該項研究成果。紫外光回響超疏水-超親水可逆“開關”研究結果發表在《美國化學會志》(J.Am.Chem.Soc.2004,126,1,62)上。發表後,立即被《自然》雜誌報導,指出製備的納米氧化鋅陣列結構薄膜具有“同時疏水/親水”,就如同一塊“納米地毯”,這種結構所具有的超疏水特性可以使該材料具有不沾水和自清潔的作用。該項成果被兩院院士評選為2004年中國十大科技成果新聞。

(5)高分子物理與化學國家重點實驗室與有機固體院重點實驗室在掃描電子顯微鏡表征方面合作,利用聚合物在溶劑蒸發過程中自聚集、曲面張力和相分離的原理,在室溫和大氣條件下,一步法直接成膜構築類似荷葉微納米雙重結構的聚合物表面。這是首次提出的一種簡便易行的直接成膜法,製備具有與荷葉表面微結構相似的聚合物仿生表面,對於開發新一代的仿生表面和塗料具有重要的指導意義。

3.在非手性分子形成手性組裝體研究方面繼續取得新進展

非手性分子能否形成手性聚集體是分子組裝體手性研究中的關鍵科學問題,可能為手性的起源問題提供重要啟示。膠體、界面與化學熱力學實驗室在此前工作的基礎上,進一步研究發現非手性的長鏈巴比妥酸衍生物在界面通過氫鍵相互作用也可以形成手性的組裝體,可用原子力顯微鏡(AFM)觀察到二維的螺鏇結構。

4.在電致發光材料的合成和理論研究方面取得重要成果

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(1)有機固體院重點實驗室與 比利時蒙斯-艾諾大學合作,在高分子發光顯示材料效率的理論研究中取得重要進展,明確指出高分子的電致發光效率可以遠遠大於自鏇統計給出的25%極限。

(2)高分子物理與化學國家重點實驗室採用將高效藍光材料--聚芴,通過化學鍵直接連線在卟啉核上的方法,製備得到了一系列單分散的星形芴臂卟啉齊聚物。這種新型卟啉聚合物外圍的芴臂與卟啉核共軛連線,芴臂吸收藍光並將能量轉移至卟啉核,最終發出飽和的紅光。芴臂的引入使得卟啉具有相當好的溶解性,即使在膜中也不發生聚集,發光量子效率比常用的卟啉化合物提高了一倍多。這一新進展在很大程度上解決了卟啉類化合物作為紅光材料使用中的問題。

5.在可見光光催化降解有毒有機污染物研究方面取得重要進展

有毒難降解有機污染物毒性大,在自然界中存在時間長,用現有環境技術很難處理。利用TiO2光催化降解有毒有機污染物是目前國際上十分關注的研究領域,但TiO2隻能吸收波長小於387nm的紫外光,在可見光照射下沒有光催化活性。光化學院重點實驗室與有機固體院重點實驗室合作,成功地利用簡單的溶膠-凝膠(Sol-Gel)方法研製出新型可見光光催化劑Ni2O3/TiO2-xBx。用非金屬元素B置換TiO2晶格中的部分氧,可以有效地將TiO2的吸收光譜擴展到可見光區域,同時用過渡金屬氧化物Ni2O3對TiO2表面改性,可以極大地提高可見光光催化活性,在可見光光催化降解有毒有機污染物方面取得重要進展。

6.在生物活性分子的檢測與構象分析方面取得新進展

(1)單線態氧(1O2)是一種處於激發態的分子氧。與超氧陰離子自由基、羥基自由基以及過氧化氫等活性氧物種類似,1O2在生物氧化過程中也扮演著重要的角色。然而,目前可用於單線態氧研究與分析的方法比較短缺。生命分析化學實驗室與有機固體院重點實驗室合作,將強電子給體四硫富瓦烯(TTF)單元連線到對1O2有特效捕獲作用的發光體蒽上,設計併合成了一種新的、對1O2有很高選擇性和靈敏度的化學發光捕獲探針4,5-二甲硫基-4’-[2-(9-蒽氧基)乙硫基]四硫富瓦烯。

(2)蛋白質的摺疊(包括局部構象變化)研究是目前國際上十分關注的領域之一。光學分析方法、特別是螢光光譜法中的共振能量轉移(FRET),因具有較高的空間分辨能力而成為研究生物分子結構與功能的重要工具。開展此種研究的關鍵問題是需要有相應的定位標記技術。然而,對蛋白質的N-末端而言,由於分子中含有多種性能相近的反應基團,如何實現高選擇性的定位標記卻是一個頗具挑戰性的課題。生命分析化學實驗室研究並建立了一種對蛋白質N-末端可進行專屬性光學標記的通用方法。

7.在大環主體分子的合成及分子識別方面取得新進展

人工合成大環主體分子及分子識別過程能較好地模擬一些生物化學過程,幫助人們認識生命過程中的分子識別現象和機理。分子識別與選擇性合成實驗室拓展了“片斷偶聯合成法”,成功地合成了一系列空腔大小可精細調控的新型超分子大環主體分子。他們所合成的雜原子橋連杯芳烴化合物還可以很方便地進行進一步功能化化學衍生和修飾,構築結構更為多樣性的各類功能性主體分子。由於在合成和製備上方便易得、在結構上空腔尺寸可以精細調控、在功能上容易進一步修飾和改造等特點,雜原子橋連的杯[2]芳烴[2]三嗪大環主體分子可望在分子識別與感測、超分子組裝、模擬酶和催化等方面的研究中得到廣泛套用。

8.研究平台建設取得實質性進展

2004年底,基本完成了理論計算化學研究平台的建設,進行了有關設備套用的培訓工作。平台的運行管理和在該研究平台上進行的研究工作正穩步開展。

2003年科研進展

自組裝納米結構研究

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化學所科研人員在自組裝納米結構方面取得的重要進展。該工作報導了一系列尺寸可調、功能化的形狀類似於“皇冠”結構的超分子,並發現了這些自組裝體系在水介質中對陰離子的特徵選擇鍵合作用,在陰離子納米感測器、模擬酶和綠色化學等方面具有套用前景。文章發表在Angew.Chem.Int.Ed.2003,42(6),686-690上。

超疏水性納米界面材料的研究

化學所科研人員以一種親水性的高分子聚乙烯醇為原料,製備了具有超疏水性表面的納米纖維,纖維表面與水的接觸角大於170°。這種特殊的現象是由於聚乙烯醇分子形成了具有納米結構的表面,分子在納米結構表面發生重排,使得疏水基團向外,分子間氫鍵向內,從而導致整個體系的表面能降低。該研究結果在世界範圍內屬於首次報導,引起了科學界的廣泛關注。文章發表在Angew.Chem.Int.Ed.2003,42,800上。

分子以上層次的手性研究

化學所科研人員發現,一些具有特殊結構的非手性的兩親分子在氣液界面進行有序組裝時,可以形成手性的有序分子薄膜,從而明確了在二維氣液界面上,可以通過控制一定的條件,從非手性分子出發組裝成手性的有序膜。這一研究工作實現了用非手性分子在氣液界面形成手性聚集體的轉變,這對於研究和開拓手性材料的功能等具有重要意義。文章發表在J.Am.Chem.Soc.2003,125,5051-5056上。

聚合物超薄膜的形態結構與熔融行為研究

化學所科研人員利用真空蒸塗表面固定修飾技術,研究了聚合物在表面固定受限情況下的結晶行為,成功實現了聚合物的包括取向、鏈構象和晶型等微觀結構的有效調控。這一進展對完善和發展高分子的結晶理論和開拓聚偏氟乙烯的使用範圍具有重要的意義。文章發表在J.Am.Chem.Soc.2003,125,1496-1497上。

功能性微球的製備研究

化學所的科研人員通過對聚合物膠體微粒進行化學改性,製備核/殼凝膠微粒。以此為模板向內生長,合成了二氧化鈦中空微球,實現了中空微球壁厚和空腔尺寸同時可控這一目標。該方法具有普適性,並在合成導電聚合物及其與無機物的雜化結構中得到證實。他們還首次發現在溶膠/凝膠過程中,電場能誘導形成具有多孔表面的二氧化鈦複合膠體微粒和相應的中空結構。這一發現為上述結構的進一步套用奠定了基礎,同時在催化、吸附等領域具有潛在的套用前景。文章發表在Angew.Chem.Int.Ed.2003,42(17),1943-1945上。

自組裝高分子微膠囊研究

化學所科研人員將基於氫鍵和共價鍵的層-層自組裝(layer-by-layer)技術從二維體系擴展到三維體系,在此基礎上成功地製備了空心的高分子微膠囊。由共價鍵自組裝的微膠囊具有很高的穩定性,在高離子強度或極性有機溶劑中能夠穩定存在,可用於在非常規條件下模擬細胞行為的試驗空間。而氫鍵自組裝微膠囊結構上更接近生物體系,有良好的生物相容性,能夠更好地模擬細胞行為。文章發表在AdvancedMaterials(2003,15,832-835)上。

有機納米粒子的光學特異性研究

中國科學院化學研究所 中國科學院化學研究所
化學所的科研人員發現,吡唑啉類化合物在形成納米粒子後表現出與單體分子和體相材料不同的介觀特性,除了吸收光譜具有粒子尺寸依賴性外,該化合物納米粒子的發光性能也同樣受到粒子尺寸的調控,他們首次觀測到了吡唑啉類化合物納米粒子的發射波長對粒子尺寸的依賴性。這一重要進展實現了有機納米粒子發射波長的尺寸可調性,對於研究和開拓有機納米粒子在新型光電器件中的套用具有重要意義。文章發表在J.Am.Chem.Soc.2003,125,6740-6745上。

利用可見光催化降解有機污染物的研究

化學所科研人員利用負載的有機含氮配體配位的Fe(II)複合光催化劑獨特的光化學性質,在室溫下,可見光照射下直接活化水中溶解的氧分子,有效地降解有毒有機污染物。光催化劑具有很好的光催化活性、穩定性高、可通過過濾重複使用,對有毒有機污染物礦化率(生成CO2、H2O等無機物)高。研究發現載體與活性中間體的相互作用對光催化劑的性能有極大影響。該研究組還利用電子自鏇共振(ESR)等技術研究了光化學反應過程中含氧活潑自由基的生成和分子氧活化機理。文章發表在Angew.Chem.Int.Ed.2003,42,1029上。

複合導電高聚物/碳納米管研究

化學所科研人員提出了多功能複合納米結構製備的新技術,在國際上率先在無任何外模板條件下製備出導電高聚物微米/納米管,巧妙地利用聚合物反應過程中形成的超分子“類模板”作用而實現導電高聚物納米管的自組裝。成功地製備出磺化碳納米管(SCNT)摻雜的聚苯胺(PANI)納米管,對於研究和開拓多功能複合納米結構的製備及其在納米器件上的套用具有重要的科學意義。文章發表在Adv.Mater.15(2003)136上。

杯芳烴陣列的構築研究

化學所科研人員利用電化學表面自組裝技術,系統進行了杯[4]、杯[6]和杯[8]芳烴納米結構的構築。成功地製備了杯芳烴陣列,並將此陣列用於包容富勒烯分子,得到高度有序的杯芳烴/C60絡合物點陣。這一成果對構築功能性納米結構具有重要的意義。並為製備富勒烯陣列提供了一種全新的思路,更為重要的是,通過主客體相互作用,有可能在杯[8]芳烴陣列中填充其它功能分子,如金屬團簇等。這一結果為富勒烯等功能分子陣列的製備、表面可控組裝、以及納米信息存儲器件的構築提供了又一可能性。其系列研究成果已發表在國際權威雜誌Chem.Phys.Lett.(2002,359,83-88和2003,367,711-716),以及Angew.Chem.Int.Ed.(2003,42,2747-2751)上。

聚合物納米線自組裝研究

化學所科研人員利用金屬離子誘導含有冠醚取代基的共軛高分子進行組裝,製備了長度可控的納米線。他們對高分子納米線的性能、結構形態和製備等方面進行了深入的研究。設計併合成了冠醚取代的聚對苯撐乙烯(C-PPV),利用帶有冠醚官能團的共軛高分子與金屬離子自組裝的方法,製備出了直徑僅有十幾納米的高分子納米線,通過控制自組裝的時間及離子濃度等,可製備出長度在100nm至10μm的高分子納米線。這一重要進展,對於研究共軛聚合物組裝和納米材料的製備具有重要的理論和實際套用意義。文章發表在J.Am.Chem.Soc.2003,125(21),6447-6451上。

立體金屬環多邊形超分子的合成研究

化學所科研人員以具有固定取代方向的芳香二胺和吡咯-2-醛形成的雙Schiff鹼為配體,依靠鋅離子的模板作用,自組裝成具有不同空腔的金屬環多邊形超分子。這一進展對親水疏水性分子的識別,形成含有富電子或陰離子客體的主體—客體分子的絡合物,還原性金屬通過反應可以引起主體—客體複合物分子的物理性質變化,客體分子反應性,磁性能以及光學性質的變化,人工受體及分子識別等方面具有潛在的套用前景。文章發表在Angew.Chem.Int.Ed.2003,42,3271-3274上。

有機納米纖維的製備及光學特異性研究

中國科學院化學研究所 中國科學院化學研究所
化學所科研人員利用表面活性劑膠束提供的微環境以及分子間p-p相互作用的協同效應,製備了一種電致發光材料1,3-二苯基-2-吡唑啉〔DP〕納米纖維,並發現DP納米纖維也表現出特殊的光學性能。這一重要進展對於研究有機納米材料的形貌調控,理解維度對有機晶體電子結構的影響以及有機納米材料在新型光電器件中的套用研究具有重要意義。並為有機納米材料的製備和形貌的調控提供了新思路。文章發表在Angew.Chem.Int.Ed.2003,42,2883上。

有機一維納米材料合成的研究

化學所科研人員提出了新穎的方法,獲得了基於有機л體系共軛分子形成的新的納米尺度的聚集態結構,並實現了可控生長。這些低維的有機納米材料,在光學性質等方面與它們的體材料比較,表現出明顯的差異。該研究成果對於有機固體和新材料領域的基礎和套用研究將產生重要影響。文章發表在J.Am.Chem.Soc.2003,125(36),1094-1095上。

超疏水性納米界面材料研究領域取得重要進展

化學所科研人員以納米結構陣列聚丙烯腈纖維膜為原料,通過典型的聚丙烯腈基碳纖維的製備過程,利用熱解的方法(包括預氧化及碳化過程),製備了一種在全pH值範圍內具有超疏水性的納米結構碳膜,研究表明,該碳膜具有類石墨結構,膜表面的納米結構及類石墨結構碳纖維本身具有耐酸鹼腐蝕的特性,是產生全pH範圍內超疏水這一特殊性能的重要原因。以上研究結果不僅使超疏水表面的性能得到進一步的提高,也必將使它的套用範圍更加廣泛。文章發表在Angew.Chem.Int.Ed.2003,42,4217上。

製備具有柔韌性的聚電解質納米管

化學所科研人員使用壓力-模板法,利用層層組裝(layer-by-layerassembly,LbL)技術,在模板內製備了聚電解質納米管,研究發現此納米管具有很好的柔韌性。這一重要進展對於研究其他聚電解質和複合組分的納米管制備具有重要意義,將使其在具有強力學性質的光電器件設計等方面具有重要套用前景,並為高聚物納米材料的製備提供了新思路。文章發表在J.Am.Chem.Soc.2003,125(37),11140-11141上。

一維納米孔複合材料及其陣列研究

化學所科研人員採用多孔膜為模板,結合無機物的溶膠/凝膠和嵌段共聚物的自組裝過程,製備了一維納米孔結構的二氧化矽纖維和管及其陣列體系。通過控制模板孔表面的潤濕性和嵌段共聚物的濃度,可以實現產物形貌和納米孔結構的可控調節。在納米孔和中空管的微腔內分別複合功能物質,將納米孔的性質和物質的功能性結合起來,將會衍生系列新型功能結構和材料,如在空腔內引入半導體二氧化鈦,製備出了新型一維納米複合結構,為功能化複合納米線的製備開闢了新思路和方法。文章發表在Angew.Chem.Int.Ed.2003,42,4201上。

製備液晶光定向層研究

化學所科研人員以掛接光反應性側鏈的梯形聚倍半矽氧烷為基體材料,在分子設計上首次把可產生光異構化與光交聯反應的兩種誘導光取向的基團連線在一起,使兩者在光取向的效率和穩定性方面的優勢互補,同時將此雙重光反應基以易於自由轉動的腰接方式連線到梯形主鏈上,顯著提高其光回響性能。用該材料在導電玻璃(ITO)表面鏇塗的薄膜,在適當的偏振紫外光照條件下得到能誘導其表面的液晶分子均一排列,並且預傾角在1°-7°範圍可調的光定向層。此預傾角範圍適用於扭曲和超扭曲液晶顯示技術。文章在《先進材料》(AdvancedMaterials2003,15(16),1355-1358)雜誌上以封面文章發表。

有機超高密度信息存儲材料研究

中國科學院化學研究所 中國科學院化學研究所
化學所科研人員從分子設計的角度出發,設計合成了具有強電子給體和電子受體、物理化學性質穩定的有機分子N,N-Dimethyl-N'-(3-nitrobenzylidene)-p-phenylenediamine(DMNBPDA)並培養了其單晶;研究了DMNBPDA的薄膜生長特性,並成功地在高定向裂解石墨( HOPG)的表面製備出規整排列的單分子膜,通過在STM針尖和HOPG襯底之間施加電壓脈衝的方法,在DMNBPDA薄膜上實現納米尺寸信息點的寫入,信息點平均直徑達1.1nm,對應信息存儲密度>1013bits/cm2,並具有信息存儲薄膜表面信息存儲區域具有低阻抗,而非存儲區域是高阻抗,該結果具有良好的重複性和穩定性。他們還用雜化HF/DFT理論(HybridHartree-Fock/density-functional-theory)計算了DMNBPDA分子間電荷轉移的可能性,為研究存儲機理提供了理論依據。文章發表在Adv.Mater.15(22),1525-1529上。

有機電致發光材料研究

化學所科研人員採用真空升華法製備了非溶劑化的2-(2-羥基苯基)苯並噻唑鋅((Zn(BTZ)2)單晶,研究結果表明該絡合物在晶體、粉末和薄膜狀態下是以二聚體形式存在的,並發現該絡合物的電子傳輸特性要優於目前所報導的最好的電子傳輸材料-8-羥基喹啉鋁(Alq3)。這一重要進展對於研究有機光電材料的分子結構對材料性能的影響及有機功能材料在光電器件中的套用研究具有重要意義。該研究結果發表在國際著名期刊J.Am.Chem.Soc.2003,125(48),14816-14824上。

化學所主持的中科院創新方向性項目“區域網路用聚合物光纖研究”通過驗收

中國科學院高技術局對化學所主持的“區域網路用聚合物光纖研究”項目進行了驗收。專家組在聽取了項目匯報並審查了驗收報告後認為:該項目圓滿完成了項目計畫書規定的各項任務,項目組織協調有力,運行機制具有創新性,研究經費使用合理,研究隊伍結構合理,並培養了一支具有創新精神的青年科技隊伍。同時對此項目完成情況和所取得的成果給予了高度評價。一致通過驗收。

漸變型塑膠光纖技術的研發成功,為我國信息網路產業在這一領域的跨越式發展提供了必要的技術基礎,國家改革與發展委員會、國家科技部863計畫對此予以了高度關注,在“十五”規劃中列為優先發展和支持的領域。

2002年科研進展

1、有機納米顆粒的多重發光研究

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對發光性能進行人為調控,是研究發光材料的關鍵問題,各國研究人員圍繞它開展了一系列深入的研究。化學所科研人員製備了各種尺寸大小不一的1,3-二苯基-5-芘基-2-吡唑啉(DPP)分子超微粒體系,發現可以通過控制粒徑和變換激發波長來控制DPP超微粒的發射波長。該研究成果為觀測分子-介觀-巨觀的性質變化提供了一個成功的實驗範例,為研究有機發光材料開闢了新的途徑,可望為新型有機發光器件的開發提供新材料。

2、梯形聚矽氧烷的製備

化學所科研人員自1985年開始探索利用超分子自組裝模板輔助的“逐步偶聯聚合法”合成高層次結構有序的聚矽氧烷。2002年,在國際上首次利用芳醯胺氫鍵自組裝模板輔助的“逐步偶聯聚合法”製備出高規整性有機橋基梯形聚矽氧烷,並通過包括光散射,29SNMR,XRD和DSC等一系列綜合方法進行了充分的表征,確證了其梯形結構。研究取得突破性進展,得到國際學術界的認可。

3、碳納米管的控制生長

眾所周知三維碳納米管陣列和圖案的製備的重現性差,其圖案形狀不能控制。化學所科研人員經過一系列的實驗探索,找到了一種方法,實現了對三維碳納米管的控制生長。

4、導電聚合物納米管、微米管的合成與性能研究

導電高聚物納米管和分子導線的合成與製備是制約實現納米器件和分子器件的關鍵。“模板合成”方法(Template-SynthesisMethod)雖然是國際上常用和有效的方法,但是,該方法製備步驟複雜、條件苛刻。化學所科研人員在無外模板存在條件下,首次成功地製備出自組裝的導電聚苯胺(PANI)和聚吡咯(PPy)及其衍生物的微米/納米管,對其微波吸收特性、自組裝機理進行了深入研究。

5、塑膠光纖項目

化學所科研人員在塑膠光纖項目研究中,形成了一系列具有智慧財產權的漸變型塑膠光纖專利技術,技術指標達到國際同類樣品水平,折光指數漸變型聚合物光纖光損耗能夠穩定控制在200dB/km以內;理論頻寬最高達到2GHz,初步建立了聚合物光纖的技術規範和標準,在江蘇中山電纜廠、中國酒泉衛星發射基地、新疆馬蘭核基地、總參通訊部、國家電力通訊中心等單位建立了聚合物光纖示範網路系統,為我國信息網路產業在這一領域的跨越式發展提供了必要的技術基礎。

6、高技術材料

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化學所科研人員在酚醛樹脂結構與燒蝕性能關係的研究方面,揭示了酚醛樹脂結構與燒蝕性能的關係,建立了控制樹脂結構的工藝技術並套用於生產中。系列耐高溫有機矽密封劑研製中解決了與高密度、高伸長率、高耐溫、高粘接強度等要求有關的科學技術問題,並提供樣品進行現場試驗。

7、電化學掃描隧道顯微術對溶液中的手性分子識別

科學家利用掃描隧道顯微術(SPM),在真空或大氣下,已成功地判定了金屬、半導體的表面二維手性現象。但是,在溶液中觀測手性分子與識別手性分子還沒有很好的方法。化學所科研人員,利用電化學掃描隧道顯微術,在國際上首次成功地實現了在固/液界面上對手性分子的識別。這一研究工作的重要進展對二維手性現象的研究,並將其套用於立體選擇性多相催化、手性合成、手性起源探索等領域的研究具有重要的科學意義。

8、超雙疏表面功能材料

化學所的科研人員首次利用模板擠壓法製備出了具有超疏水性表面的聚丙烯腈納米纖維,該纖維表面在沒有任何低表面能物質修飾時,與水的接觸角即高達173.81.3。用雙親性聚合物分子—聚乙烯醇,按照同樣的製備方法所得的納米纖維,同樣顯示出了超疏水的特性。該方法操作簡單,製備條件溫和,原材料廉價易得,模板可以循環使用,在製備聚合物纖維方面無論從尺寸及性能上都取得了突破性進展,為製備無氟、可控的超疏水材料研究提供了新的理論及實踐依據。

9、C60納米管

化學所科研人員採用簡便又具有特色的研究方法,在國際上首次利用C60粉末直接構築新的聚集態結構C60納米管獲得成功。C60納米管由於是C60晶體生長而成,仍保留了共軛大л鍵結構,它與具有石墨結構的碳納米管在結構上有本質的差異。這種具有共軛л電子結構的納米管既保持了C60分子的結構和性質,又具有準一維納米材料的特點。它的研究成功對化學、物理學及材料科學的基礎和套用研究將產生重要影響。

2001年科研進展

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光電子能譜學對於自由基的研究獲得重要進展

分子動態與穩態結構實驗室科研人員利用獨創研製的原位熱解、原位探測實驗裝置首次成功地產生了能連續提供的不同的烷基氧自由基束流,不但提供了產生超短壽命不穩定自由基的新穎方法,也為深入研究由這些物種導致的大氣污染和參與的化學反應提供了可能性。研究成果被認為“近年來在光電子能譜學領域最卓越的研究成果”。

碳納米管的控制生長,排列以及功能化研究取得突破性進展

有機固體實驗室科研人員以金屬酞菁為原料,利用氣相沉澱的方法,在一定的混合氣體中採用高溫裂解的方法在不同的基片上製備出了二維、三維碳納米管陣列,對表面進一步改性,實現了超雙疏特性。

在納米材料的製備以及納米材料的性能研究方面取得重要進展

有機固體實驗室研究人員研究了導電聚合物包裹的磁性納米粒子Fe3O4(直徑約6nm)的製備與聚集,為製備多功能納米材料的研究提供了新的有效方法。

在有機納米顆粒的尺寸效應方面

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作了系統深入的研究,將納米晶體的研究從無機半導體和金屬領域拓展到了功能有機小分子體系。為研究從無機納米晶體領域發展起來的 量子限域效應、Kubo理論等在有機領域的普適性奠定了基礎。

在不平整界面的納米複合薄膜的組裝

開創性地在互不相容的兩種液體產生的界面上成功地進行了多層複合膜的有序組裝。

納米光催化染料降解方面也作出了開創性工作。

成功地在可見光(或太陽光)照射下將染料污染物氧化分解為CO2和易生物降解的小分子有機物,同時提出並證明了可見光誘導的光化學氧化機理,該研究為我國污染十分嚴重而又很難解決的染料廢水的處理或預處理提供了一種新的可能的技術途徑。(2)成功地研究出在可見光(或太陽光)照射下,廣pH範圍,利用H2O2有效地將有毒難降解有機污染物氧化分解的新方法。

在立足化學所創造一流科研成果的同時,我所注重加強對外合作研究,共同提高科研成果的水平

例如研究了在超臨界流體中化學反應臨界點改變問題,有機金屬試劑共軛加成中銠催化羰基加成的顯著電子效應,這兩項研究工作均發表在J.Am.Chem.Soc.上。此外與香港合作研究發現了“聚集誘導螢光”現象,該研究結果發表後關注,被C&EN所引用評述。

研究隊伍

有突出貢獻的中青年科學家

中國科學院化學研究所中國科學院化學研究所

獲院青年科學家獎名單

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中國科學院十大傑出青年

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國家傑出青年基金獲得者

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中國科學院"百人計畫"入選者

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分子科學中心

中國科學院化學研究所 中國科學院化學研究所
化學研究所1998年首批進入中國科學院知識創新工程試點,1999年3月成立中國科學院分子 科學中心

定位:成為我國在物質科學研究領域內代表國家水平,主要從事分子科學領域基礎性研究,有重點地開展國家急需的重大戰略目標的高新技術研究的基地。

主要研究方向:分子物質的形成、結構及表面、界面的研究;分子物質中的非成鍵相互作用,電子、能量轉移及相關現象研究;分子物質的巨觀和微觀(納米)性質的研究;分子物質的材料的基本科學前沿問題研究。

重點研究領域:

1.化學反應動態學與結構化學

2.分子聚集體化學

3.合成和製備科學

4.高技術材料

5.納米科技

6.化學生物學

奮鬥目標:成為國家級的基礎研究基地,進入國際一流水平的分子科學研究中心和研究所行列。成為國內外TOP研究機構,即發展成為創造國際一流的(T,Top-ranked)研究成果;培養綜合素質全面的(O,omniscient)優秀人才;開拓先進的(P,Progressive)管理模式的現代研究基地。

人才隊伍

中國科學院化學研究所有一支以中青年為主體的優秀科技隊伍,截止2005年12月共有職工445人,中國科學院院士9人、中國工程院院士1人,研究員88人,國家傑出青年基金獲得者27人,中國科學院“百人計畫”入選者38人。

中國科學院化學研究所1981年被首批批准為物理化學、高分子化學與物理、有機化學和分析化學4個學科的碩士、博士學位授予權單位。1985年首批在物理化學、高分子化學與物理、有機化學三個學科設立博士後流動站。1978年以來已培養研究生2447人,目前博士生533人,碩士生228人,在站博士後32人。

中國科學院化學研究所 中國科學院化學研究所

創新文化

中國科學院化學研究所 中國科學院化學研究所
創新文化建設是知識創新工程的重要組成部分,是創新工程的基礎和保證。化學所一直把創新文化建設作為知識創新工程中的一項重要工作,黨、政、工、團發揮各自的優勢和積極性,齊抓共管,在提升創新文化建設目標、樹立創新價值理念、完善各項規章制度和行為規範、 提升管理水平、建設美好園區方面做了大量的工作。建立健全與創新文化相適應的規章制度和科研道德規範;確立正確的科技價值導向;完成園區改造,使所區工作條件及環境得到明顯改善;完成形象標識設計;把"分子科學論壇"建設成為國內一流水平、有重要國際影響的學術論壇;加強和鼓勵"現代分子科學研究前沿系列講座"等各種不同層次的學術交流,營造了濃厚的學術氛圍;咖啡廳的設立,為科研人員的自由學術交流創造了良好環境;室內外活動場所的建立,為 積極開展有利於職工和學生的身心健康的活動提供了條件。化學所為努力營造一個與國際一流研究所相適應的創新文化氛圍邁出了堅實的步伐。

化學所所訓:創新、求是、團結、奉獻

創新文化建設的核心:

樹立正確的人生觀、科技價值觀

增強創新跨越的自信心

弘揚創新求是的科學精神

培育團結協力的創新團隊意識

營造和諧、合作、競爭的創新氛圍

化學所創新文化建設領導小組名單

組長:萬立駿

副組長:楊淑霞

成員:(按姓氏筆畫為序)

王篤金 劉鳴華 楊國強 宋潔平 張德清 孟麗萍 姚建年 徐堅 黃仁權

化學所精神文明考核與檢查小組名單

組長:劉鳴華

副組長:王篤金黃仁權

成員:(按姓氏筆畫為序)

王金本方曉紅 劉雲圻 劉志敏 孫政 楊國強 楊振忠 李丹 李福家 李蘊能 宋潔平 張軍 張志傑 范青華周利民周順寶 孟麗萍 趙睿 徐輝 唐亞林 熊少祥

在創新三期中,化學所將努力建設有化學所特色的創新文化,即建設和諧的(H,harmonious)人文環境和園區環境;建立以人為本(H,human-oriented)的管理制度和行為規範;樹立為國家、為科學快樂工作(H,happy)、樂於奉獻的價值理念。堅持創新文化建設中的行政管理與黨建工作相統一的原則,創新文化建設與精神文明建設、思想政治工作相統一的原則,大力推進黨的先進性建設、領導班子思想建設,建立保障和促進改革發展的長效機制。

化學所精神文明公約

愛國愛所愛所敬業
三嚴作風求實創新
遵紀守法講究文明
尊知愛才團隊精神

化學所科研人員行為準則

愛國愛所愛崗敬業
追求真理獻身科學
交叉聯合開放競爭
學術民主百家爭鳴
瞄準前沿勇於探索
論文真實數據準確
規範操作嚴謹治學
尊知愛才尊老愛新
團結協作攜手並進
不怕失敗大膽創新

化學所管理人員行為準則

愛崗敬業踏實認真
職責分明一專多能
科學管理民主精神
規章制度嚴格執行
團結協作敢負責任
勇挑重擔不畏艱辛
勤於學習勇於創新
高效有序服務熱情

科研組織結構

中國科學院化學研究所中國科學院化學研究所

國家重點實驗室和院重點實驗室

中國科學院化學研究所 中國科學院化學研究所

研究領域

重點研究領域

1.分子與納米科學前沿

中國科學院化學研究所 中國科學院化學研究所
瞄準國際分子與納米科學前沿若干重大基礎問題開展研究

分子自組裝和納米結構構築研究

功能納米材料的製備和分子納米器件研究

分子反應的本質和調控方面,重視理論與實驗的結合,建設分子納米器件研究平台。

2.有機高分子材料

功能聚烯烴和高性能工程塑膠研究

有機光電磁功能材料研究

生物醫用材料研究

仿生與智慧型材料研究

3.化學生物學

以重大疾病的早期診斷為目標,在生物活性分子的合成、生物分子間的相互作用與分子識別、生物活性分子的分離和高靈敏度檢測以及生物轉化和生物功能模擬等方面,開展系統的研究。

天然產物的全合成研究

高效不對稱合成方法及分子多樣性研究

糖的化學合成及其化學

生物學研究生物催化和生物轉化研究

生命體系分析方法研究

光譜和探針技術在重大疾病診斷方面的套用

4.能源與綠色化學

瞄準我國目前汽油、柴油中含硫量高,不能滿足國際環境標準的現狀,開發新技術,使汽油、柴油的含硫量達到歐四標準,並實現該技術的產業化。

汽油(包括柴油)的選擇性氧化脫硫的研究

太陽能電池的研究

離子液體在纖維素工業上的套用

綠色化學的研究

環境污染物減控的研究

重大產業化成果

高新技術產業化

中國科學院化學研究所 插層複合原理
化學研究所在開展知識創新工作的同時,強調結合社會資源,優勢互補,推動高新技術的產業化。

近年來,化學所通過技術入股形式,新成立了4個投資額在2000萬元以上的高新技術企業,致力於納米聚合物複合材料、功能納米界面材料、有機光導鼓、杜仲膠及製品等高新技術的產業化。較早成立的兩家聯營公司---上海傑事傑新材料公司與遼寧向陽化工廠成功實施了聚丙烯工程塑膠和聚丙烯催化劑的規模生產,年產值超過5億元。

化學所所辦公司-北京科化化學新技術公司實施了以電子封裝材料等國家科技攻關項目的高新技術產業化工作,年產值達2000萬元。

1、高性能聚合物納米複合材料

採用插層複合法成功地製備了具有自主智慧財產權的聚合物/無機納米複合材料,如:聚醯胺、聚酯(PET和PBT)、聚苯乙烯和超高分子量聚乙烯等系列納米複合材料,大幅度提高了材料的性能,具有強度高、耐熱性好、密度低和加工性能良好的特性,可廣泛套用於包裝薄膜、各類管材和其它結構材料等。

2、納米功能表面材料

基於二元協同概念,研究對水相和油相具有超雙親或超雙疏特性的納米功能表面材料,具有重要的理論意義,同時在建築、紡織等領域具有廣泛的套用前景。
3、超大特大規模積體電路用環氧塑封料

"九五"期間研製出的5個產品性能達到國際先進水平。自行研究設計建成了年產2000噸規模的生產線,已試車成功。

"八五"期間研製生產的20多個產品已在國內30多個半導體廠使用。累積創產值8500多萬元,利稅1700多萬元。是電子材料國產化的成功範例。榮獲國家專利優秀獎。

4、有機光導鼓

採用自行研製的高性能電荷傳輸及電荷產生材料,藉助獨特的小計量塗布技術,研製開發系列雷射列印技術中的核心部件用OPC鼓。正與兩個企業合作,建立年產50-60萬支光導鼓生產線。

5、聚丙烯CS系列高效催化劑

通過對烯烴聚合高效催化劑體系的體統研究,如載體作用本質、活性中心結構和聚合反應機理等,開發了CS-1和CS-2型(球形)丙烯聚合高效催化劑,具有催化效率高、聚合動力學行為好、聚合物性能優異等特點。在遼寧省營口向陽化工廠(化學所聯營廠)實現產業化,目前國內市場占有率在50%以上,並有部分出口。年產值達億元,利稅3500萬元。共獲國家發明專利4項,國家科技進步三等獎1項,中科院科技進步一等獎2項,自然科學二等獎1項。

6、高效羰基合成新型催化劑

從催化原理和分子設計出發,研製出系列新型高效催化劑,以煤炭、天然氣為原料生產國家急需的醋酸、酸酐等重要的基本化工原料,綜合指標比國際上通用BP催化劑高三倍。已申請專利9項,正與有關國有企業合作,完成具有自主智慧財產權的20萬噸級生產工藝。

7、杜仲膠

立足於我國豐富的杜仲綠色資源,開發了對杜仲膠的深入研究,創立了國際公認的杜仲膠材料工程學的理論體系,在其指導下開發出杜仲膠醫用功能、形狀記憶、硫化彈性橡膠等熱塑性、熱彈性及橡膠三大類材料,成為國際關注的高性能"綠色"輪胎的材料之一。已申請專利11項,授權8項。

相關諮詢

國際著名刊物《物理化學化學物理》出版中科院化學所專刊
 
值中科院化學所建所55周年到來之際,國際著名刊物《物理化學化學物理》(Physical Chemistry Chemical Physics)於2011年2月為化學所出版了一期專刊,報導了化學所在物理化學基礎研究領域及與環境、能源及材料科學交叉領域取得的最新 研究成果。《物理化學化學物理》是英國皇家化學會組織發行的物理化學化學物理以及交叉研究領域最具影響力的學術期刊之一(影響因子4.12)。
 
專刊選用醒目的中科院化學所所徽為封面圖案,收錄化學所論文15篇,包括4篇綜述和11 篇研究性論文,集中報導了化學所在一些重要基元化學反應過程、瞬態物種結構、綠色溶劑催化加氫反應、鋰離子電池材料、光電功能材料合成及性質研究、相變微膠囊材料方面的最新研究成果,以及在新型富勒烯受體用於太陽能電池、可見光降解有毒污染物、Gemini表面活性劑及團簇化學等領域的重要研究進展。這些成果 集中反映了化學所長期以來在相關領域形成的研究優勢和特色研究方向,顯示了化學所在基礎科學研究方面的原始創新研究能力。
 
該專輯也是繼2008年《先進材料》(Advanced Materials)出版中科院化學所專刊之後,又一重要國際學術機構為中科院化學所出版學術專刊。

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