返回首页 | 联系我们 | 关于本站  
 
 
 
历 史 溯 源 | 发 展 历 程 | 985 工程概况 | 211 工程概况 | 公共实验中心 | 图 书 网 络  
办 公 热 线 | 信 息 动 态 | 公 告 通 知 | 重 要 文 献 | 规 章 制 度 | 文 档 下 载  
 
 
 
 
 
 
化学反应的人工控制
首席科学家 朱清时教授、中国科学院院士
学科概况
  国家批准的化学一级学科博士点授权单位,其研究实力雄厚,学术梯队的知识和年龄结构合理,并已在一些领域取得较大成绩,在国内外产生了较大的影响。
学科背景
  “化学反应的人工控制”研究属于物理化学(化学物理)学科,包含大量化学和物理交叉领域中的问题。主要涉及分子反应动力学、分子光谱学、激光物理学、物理有机化学、表面化学和理论化学,具有十分重要的意义。目前化学正在进行着类似生物学中的“基因工程”那样的变革。利用激光的相干性和物质波干涉现象,利用激光来控制化学反应已是现实可行的。
  激光控制化学反应是当代化学最活跃的领域,它已经形成一个新学科:相干性化学CoherenceChemistry)。这个学科突破了化学所受到的统计平衡分布的限制,可以从根本上改变化学合成和化学反应动力学等领域的面貌,使人类有可能制造出一些自然界没有的分子,特别是一些具有特殊功能的分子和分子器件,为下一世纪可能出现的新型的化学化工和电子工业打下基础。
  “化学反应的人工控制”以对化学反应进行人工控制为总目标,是化学和物理的交叉和边缘性研究,涉及三个层次的相关学科。第一个层次是传统的化学反应动力学、合成化学、催化和表面化学,它们在热力学平衡的水平上研究化学反应;第二个层次是研究化学反应的基元过程(基元化学反应动力学和激光化学);第三个层次是以相干性化学为代表,通过控制化学反应的基元过程并和“分子手术”配合,研究如何对单个和少数分子进行自复制或自组装,得到宏观产物。
建设目标和内容
  该学科建设经费1350万元,建设目标是把中国科学院选键化学开放研究实验室建成“化学反应的人工控制”学科领域的一个国内领先、国际先进的科研和教育基地,并以此为中心带动学校整个化学领域的发展。其主要建设内容为:建立分子手术实验室。建设可与激光联用的特制超高真空扫描隧道显微镜及附属实验系统。可在室温、液氮和液氦温度下进行单原子(分子)操作和观测,与激光联用,可直接观测激光对分子的相干控制并按预期计划对硅等单分子作“手术”。建立脉冲激光系统,主要包括用YAG泵浦染料激光器和OPO激光系统产生高质量、短脉冲激光,用于研究分子相干控制。此外,还开展表面吸附、催化、电子转移等宏观化学反应控制的研究。
建设成果
  通过近两年的建设,已建立了极低温扫描隧道显微镜实验室,具有国际先进水平的价值50多万美元的主体设备已在1998年9月份顺利安装并通过验收,运转正常,扫描隧道显微镜与激光结合的技术问题也已解决。利用极低温M已取得若干重要的研究结果。例如,在国际上首次观察到千个C60分子吸附在i表面LVMO轨道的电荷分布图象,由此经过理论计算和模拟,成功地决定了C60分子在不同吸附位置的取向。对实验室已有的富里叶红外光谱仪和光声光谱仪系统进行了改造,发展了时间-频率分辨的富里叶变换激光腔内吸收谱技术,灵敏度比世界上最好商品化的仪器高两个数量级。脉冲激光系统和激光拉曼光谱等装置已安装调试完成,完成了若干分子和自由基的激光光解和光电离测量。
  经过“211工程”建设,不仅在研究方向上做出了可喜的成果,而且在科研条件与环境建设方面有较大的改善,实验室建设也已初具规模和实力,为实验室在分子局域模振动的光谱学和激光相干控制分子动力学领域继续保持国际领先水平,和争取今后若干年内,在激光相干控制改进单原子操纵技术和纳米与细胞尺度下操纵等领域,赶超国际先进水平打下了坚实的基础。
 
 
版权属于中国科学技术大学
地址:安徽省合肥市金寨路96号 邮编:230026 E-mail:gradschl@ustc.edu.cn
TEL:+86-551-3602928 FAX:+86-551-3602179