【科学讲座】姚建年:有机光功能材料的历史、机遇与挑战

  • 王夺奎 (本科部)
  • 创建于 2018-06-13
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  2018年6月12日晚7点,科学前沿进展名家系列讲座Ⅱ第75讲在玉泉路校区礼堂举行。本次讲座的主题是“有机光功能材料的历史、机遇与挑战”,主讲人是中国科学院院士、中科院化学研究所研究员、中国化学会理事长姚建年老师。姚院士主要介绍了当前我国科研的发展状况,强调了化学的重要地位。并且他用自己当年回国后科研方向的选择,分析应该如何做好学问这一关键问题。最后,姚院士介绍了有机光化学和光功能材料,并表达了对有机激光全色显示技术的未来展望。

  姚院士首先客观评价了我国目前取得的学术成果和科学研究发展的整体状况。我们的科研在量上取得了长足的进步,但是目前大多是跟踪性的研究,仍然缺乏核心技术。因此,姚院士认为,我国科研目前正处于从量变到质变的拐点,亟需大量有为的青年科学家不断开拓创新。他说,论文是发表科学成果的重要载体,但是做科研的目的并不只是发论文。为社会做贡献,甚至支撑国家的发展,这些才是现今科研工作者的主要目的和任务。

  接下来,姚院士讲述了化学学科的重要地位,以及中国化学会在促进中国化学事业发展方面的积极作用。徐光宪老先生曾经说过,“化学与信息、生命、材料、环境、能源、地球、空间和核科学等八大朝阳领域都有着密切的联系、交叉和渗透”。化学被称为“中心科学”,它不仅为上游的理论提供实验依据,而且也为下游的应用提供物质基础。在当下科技大发展的时代,化学将在多学科交织共响中扮演重要角色。

  另一方面,姚院士指出,我们科研最大的短板,是缺乏国际上地位高的专业学术期刊。从2013年起,中国化学会和英国皇家化学会合作办杂志,以提高我们的相关水平。中国化学会也在大力推动“国产”高水平学术期刊的举办,如未来会面世的CCS Chemistry期刊,他希望我们能有一份甚至几份高水平的学术期刊。

  然后,姚院士分析学者怎么做学问、做什么课题的问题。他以自己为例,当时他回国后,有勇气放弃原有的相对成熟的方向,开辟新的研究方向。他和他的课题组发现当时做纳米的人非常多,但是主要研究的是无机分子,而有机纳米体系很少。他们进行了调研,比较有机与无机纳米分子的粒子间相互作用力和激子模型,发现了有机小分子纳米结构可以找到新的规律。于是,姚院士和他的团队第一个把纳米研究从无机分子拓展到了有机分子方面,他们也发现了有机激光全色显示这一未来可能会广泛应用的技术。

  接下来姚院士介绍了他的专业领域——有机光化学与光功能材料。光功能材料是构成人类现代文明的重要基石,在信息传输、处理与存储、显示技术、能源工程、生物检测有广泛的应用,例如激光技术、光催化降解技术、人工光合作用等。而有机光功能材料的尺寸效应是其优势,包括多样性、可加工性和独特的光学性质。同时,姚院士的团队在有机微纳晶体的光子学应用也有巨大的成果。他们已经实现了全可见光波长范围的激光,拥有自主知识产权的纳米光子学表征技术,并逐渐实现产业化。而且,这一技术也在国际上拥有良好的评价。

  再接着,姚院士表达了他对有机激光全色显示技术的美好展望。他先是介绍了第一代阴极射线管显示技术、第二代液晶显示技术和第三代有机发光二极管(OLED)显示技术,并分析道我国企业应该布局下一代显示技术上,实现弯道超车。接下来,姚院士介绍了相对于传统显示技术,激光显示的优势包括方向性好、发光强度高、单色性强。同时姚院士的团队利用自己的研究成果,得到了覆盖全可见光范围的有机激光材料体系,发展了自上而下的柔性加工手段,稳定可控地构建有机柔性微纳激光集成阵列。他认为,有机激光显示技术(OLD)在未来有广泛的应用空间。

  讲座即将结束,姚院士寄语国科大学生:“青年人是国家的希望,更是科学发展和进步的栋梁。”,“坚定信念,志存高远,脚踏实地,勇做时代的弄潮儿”。接下来,同学们积极提问,而姚院士也认真回答了同学们的疑问。讲座结束,同学们爆发出热烈的掌声。(文/姜小平  图/赵然  作者系国科大记者团成员)

姚院士为同学们做精彩报告

主讲人简介:

  姚建年,研究员,物理化学家,获日本东京大学工学部博士学位,现任中国科学院化学研究所研究员,中国化学会理事长,第十三届全国人大常委会委员,全国人大社会建设委员会副主任委员,农工党中央副主席,中国科协第九届全国委员会常务委员,英国皇家化学会和国际纳米制造学会的fellow,日本科学技术振兴机构(JST)中国综合研究中心顾问。2005年当选中国科学院院士。

  长期从事新型光功能材料的基础和应用探索研究,已在Nature,Acc. Chem. Res.,Chem. Soc. Rev.,J. Am. Chem. Soc.,Angew. Chem. Int. Ed.,Adv. Mater.等国际化学和材料界等杂志上发表论文400余篇(他引15000余次),连续多年成为汤森路透的高被引科学家。出版合著4部,合作译著1部。2004年以成果“若干新型光功能材料的基础研究和应用探索”获国家自然科学二等奖(第一获奖人);2013年获中国分析测试协会科学技术奖(CAIA)一等奖(第二获奖人);2014年以成果“低维光功能材料的控制合成与物化性能”获国家自然科学奖二等奖(第一获奖人)。2015年获何梁何利基金科学与技术进步奖;2016年获中国科学院杰出成就奖。此外,还多次获中科院优秀导师奖。

主讲内容简介:

  光功能材料是构成人类现代文明的重要基石。近年来信息、能源、生物等领域的快速发展对光功能材料的综合性能提出了更高的要求。器件集成化的提高需要发展新的微纳结构光功能材料,以及在此基础上发展柔性、便携、可穿戴的光子学功能器件。新型光功能材料的设计、合成是化学家的优势。

  本报告着重介绍各种不同形貌的有机纳米结构的可控制备过程,并对有机纳米粒子中的激子限域效应进行深入探究;以此为基础,阐述有机纳米粒子尺寸对其发光性能的调控作用,并通过不同分子掺杂来实现纳米粒子的可调控光发射,通过有机材料的可控发光性能与光子限域效应相结合,构筑波长可调的微纳激光及其全色显示方面的应用。

延伸阅读:

  “科学前沿进展名家系列讲座”创办于2014年9月,是中国科学院大学为本科生开设的必修课程,同时欢迎研究生与教职工参加,由中国科学院大学本科部主办,讲座召集人为徐涛院士。该课程按照数学、物理、化学、生物、材料、计算机、天文、电子信息工程、环境九个专业,邀请相关科学领域的院士等知名专家开展专题讲座。通过讲述科学故事、介绍相关学科方向的科学前沿进展,让学生在本科阶段了解不同学科的科研方向与主要进展,拓宽学生的学术视野,为他们最终选择学科专业与专业方向提供丰富的判断依据。

责任编辑:黄巧