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纳米分子材料与器件中国现状与国际差距

行业聚焦点中国仪表网2009年03月23日 08:44人气:4507

  纳米分子材料表现出许多不同于体材料的独特的物理性质和性能,在微电子、生物医药、国防等领域具有重要的科学意义和广泛的应用前景。在日前举行的以“纳米分子材料与器件”为主题的第337次香山科学会议上,与会专家指出,纳米分子材料研究取得快速进步的同时也遇到了许多挑战。纳米分子材料与器件的研究目前仍处于基础研究阶段,其可靠性、重复性、集成度、运算速度、成本等方面还有大量的研究工作要做,还有许多重大的科学问题亟待解决。

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  中国科学院化学研究所研究员朱道本作了题为纳米分子材料与器件研究的主题评述报告。朱道本介绍,纳米分子材料是利用分子间的非共价键作用力将单个分子自组装为纳米尺度的各种结构,是一种自下而上的构筑纳米材料的方法,可以实现纳米材料的定向、定点、多维、大尺寸生长的目标,并可实现对微纳米结构的设计与控制,发展具有新颖性能的纳米材料。从化学的角度构筑纳米分子材料、调控材料性能、推动其在器件中的应用是当前纳米科学、分子科学研究的一个主要出发点。从分子的设计出发,实现纳米分子材料的控制组装和调控性能,是纳米分子材料的优势,也是构筑纳米器件的重要基础。

  美、日、欧等西方国家已纷纷将纳米分子材料和器件的研究列入高技术发展规划中,先后启动了一系列科研计划来应对纳米分子材料与器件的研究,如美国的国家纳米技术行动计划,日本的原子、分子终极操纵计划,德国的有机晶体管研究联盟计划等。据不完全统计,近年来美、日、欧等有关纳米材料的申请专利中,有将近50%的申请来自纳米分子材料与器件。

  在纳米分子材料的设计与合成研究方面,专家认为,分子材料到纳米尺度以后,对如何调控的问题,仍缺乏对有关物理现象测试表征的手段,需要化学和物理学科的学者加强合作和交流。纳米分子材料的物理化学性质与可控组装在纳米分子材料研究方面占有非常重要的地位。

      专家指出,要从材料的设计与合成出发,坚持材料设计、组装和器件三位一体,从制备器件的角度来分析哪些纳米分子材料是重要的和不可代替的,并考虑其新奇性、稳定性、重现性等。纳米分子材料的组装方法非常多,然而对其可控组装还没有完全掌控,特别是大面积、有序组装是纳米分子材料的组装和构建器件的主要阻力。专家认为,目前合成的纳米分子材料的种类繁多,但是能做成器件的纳米分子材料却很少,因此应该大力发展纳米分子材料的器件研究,特别是在器件准备过程的表征手段方面,需要加大研究力度。

  与会专家指出,纳米分子材料与器件的研究是一门交叉性非常强的学科,需要物理、化学、电子学、信息学和材料学等多学科的研究人员紧密协作,特别是分子设计、合成与器件之间、理论与实验的紧密合作,只有这样才能凝练出关键的科学问题,归纳基本规律,发展新的实验方法和理论,推动我国纳米分子材料与器件的发展和进步。
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