摘要：场发射在扫描电子显微镜、平面显示器、压力传感器、加速度传感器以及电子束可寻址记忆器件等许多领域中得到了广泛的应用,分子基材料由于其结构和能带可设计,性质可调和柔性易加工等显著特点,被认为是新一代的场发射材料。本文综述了近年来分子基材料聚集态结构的场发射性质研究的新进展,特别是分子基材料的结构和聚集态形貌和尺寸对场发射性质的影响以及通过对分子基材料的杂化优化其场发射的性质,展望了分子基材料聚集态结构场发射的应用前景和发展趋势。

摘要：共轭聚合物纳米粒子(CPNs)因其高荧光亮度、低毒性、表面易修饰的特性,近年来在生物材料和生物医药领域备受关注。本论文中我们设计、合成了一种新的pH值响应共轭聚合物(PFPA),并通过纳米沉淀方法制备了其纳米粒子。动态光散射实验表明PFPA纳米粒子在水中分散性较好,其粒径约为8nm。PFPA纳米粒子的最大吸收峰为379nm,其摩尔吸光系数为2.1×106 L·mol-1·cm-1;另外该纳米粒子的荧光最大发射峰为422nm,其荧光量子产率为35%。PFPA纳米粒子在汞灯(100瓦)照射下表现出较好的光稳定性,另外MTT实验表明其具有较低的细胞毒性。该纳米粒子具有pH响应的光学特性,并可以用于活细胞成像。PFPA纳米粒子在癌症诊断、药物与基因传递等方面具有潜在的应用价值。

摘要：在设计、合成功能分子基元的基础上,综合考虑能量、结构和性质匹配的原则及小尺度下复杂的物理化学现象等关键科学问题,建立了自组装新方法,发展了尺寸与结构可控的分子聚集态结构材料定向、定维自组装技术,构建了大面积、高有序分子聚集态结构材料.并研究了有序异质和同质结构以及表界面问题,特别是界面活性、界面连接等关键科学问题.证明了分子聚集态材料中的性质和性能与形貌、尺寸和维数的强烈依赖关系.从合成化学新的视角出发,建立了合成碳的新同素异形体——石墨炔的新方法,并研究了石墨炔在信息技术、电子、能源、催化以及光电等领域的应用.这些研究对化学、材料科学、物理学、微电子学等基础科学研究以及基于这些学科的交叉研究具有重大的科学意义.

摘要：功能分子在外界刺激(酸、碱、光等)的诱导下能发生分子构型、构象变化,并引起相应的物理化学性质变化,或能实现特定的功能,例如具有方向性的电子、能量转移,对分子/离子的识别能力的调控,以及光/电开关功能.功能分子的设计是分子材料科学研究的基础.作者将就我们在分子机器,化学传感器等功能分子的设计合成与性质研究领域取得的进展作一总结,并对未来的发展进行了描述.

摘要：自然界中的生命体系经过40多亿年的进化,实现了对能源的高效转换、存储和利用.特别是生物膜上的各类孔道结构在其中起着重要作用.基于仿生智能纳米通道的先进能源转换体系从生物离子通道中获取与能量转换相关的启示(例如,电鳗放电、ATP合成、视网膜、紫膜等),从原理和结构上模仿生命体系中高效能量转换的某一个侧面,通过产能材料的设计和转换器件的组装,实现机械能到电能、光能到电能、光能到化学能等不同能量形式之间的转换.我们综述了目前应用人工合成的纳米尺度孔道结构进行仿生能源转换的三个热点领域:纳米流体动能-电能转换,纳米流体反向电渗析系统和基于仿生智能纳米孔道的先进能源转换体系.基于智能纳米孔道的能源转换方法摆脱了传统发电设备所必需的机械转动装置的束缚,在可以预见的范围内,仿生产能器件的效能必将超越已有人工体系,为面向未来的能源技术的创新提供了新思路,新理论和新方法.

摘要：半透明有机太阳能电池以其独特的光电特性在建筑集成光伏上具有广阔的应用前景。非富勒烯小分子受体近几年发展十分迅速。其中,基于非富勒烯小分子受体的半透明有机太阳能电池具有较高的光电转换效率和平均可见光透过率,因而得到了广泛关注。本文总结了近几年来非富勒烯受体型半透明有机太阳能电池的最新研究进展,探究活性层材料设计及器件构型优化对半透明有机太阳能电池的影响,希望为半透明有机太阳能电池在今后研究中新材料体系的优选提供一定的参考。