组装调控表面反应及其应用

By using surface molecular assembly approach, together with scanning tunneling microscopy and related theoretical calculations and simulations, this project aims at three main studies: 1) Mediating surface reactions including reaction mechanism and selectivity by surface molecular assembly approach; 2) Controlling preparations of surface covalent organic frameworks by surface molecular assembly and assembly-mediated reaction approaches; 3) Achieving via surface assembly approach property tunings of target functional systems including surface molecular electron spin and spin coupling through weak intermolecular interactions and applications of surface covalent structures in organic photoelectric devices as well.

本项目通过表面分子自组装方法和体系，利用扫描隧道探针显微镜等技术以及相关理论模拟和计算，针对以下三个主要目标开展研究：1）通过表面分子自组装来实现表面反应的调控，包括反应机理和反应选择性调控等；2）通过表面分子自组装和组装调控反应实现表面共价有机网格结构的拓扑结构控制制备；3）通过表面分子自组装实现目标功能体系的性质调控，包括弱相互作用表面分子结构中的电子自旋与耦合调变以及表面共价网络结构在有机光电功能器件中的应用。

项目执行期间，团队人员在前期方法学基础上，集中开展了以下研究：组装精确调控表面反应；利用电子促进剂调控表面分子自组装及组装基元分子的性质；表面新颖结构的组装调控和构筑及其应用。这些研究提出并实现了表面反应调控的分子自组装策略，拓展了分子自组装的应用范围，在表面化学中具有重要的应用价值。同时，项目利用电荷转移效应，即通过添加电子促进剂，实现了分子自组装及其表面反应的调控，丰富了分子自组装的调控手段。最后，项目利用化学平衡原理，实现了一系列的表面共价键的构筑，进而制备了不同的表面共价结构和共价组装基元的组装体手性结构，测量了这些稳定结构单层和薄膜的异常电学和机械等等性质，在在纳米科学与技术中具有重要意义。团队成员共发表44篇学术论文，包括Nat. Commun., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Sci. Adv., ACS Nano, Chem. Sci., Chem. Commun.和Chem. Soc. Rev.等，在国内外学术会议上做大会和邀请报告20次，主办学术会议4次。