用分子“搭”出的成果

雷圣賓，博士、哈爾濱工業(yè)大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，多年從事以掃描隧道顯微鏡為主要手段研究表界面分子組裝的工作。

“這個工作就像小孩子搭積木，只不過我們搭的積木是各種分子。”雷圣賓介紹，“我們設(shè)計出各種分子，看到它們在基底表面組裝出各種復(fù)雜的圖案，整個過程高效、準(zhǔn)確，讓人覺得不可思議。”這一過程被稱為分子的自組裝，在自然界中廣泛存在，并與生命過程密切相關(guān)。世界范圍內(nèi)的科學(xué)家，都在為了弄清楚自組裝的規(guī)律而努力。

早在中科院化學(xué)所讀博期間，雷圣賓就開始了這方面的研究，他當(dāng)時發(fā)表的關(guān)于酞菁單分子納米線的研究論文，可稱為國際范圍內(nèi)最早的關(guān)于界面多組分組裝的報道之一。之后，雷圣賓又致力于多組分復(fù)雜納米結(jié)構(gòu)的設(shè)計與組裝，近年更是和團隊一起成功設(shè)計和組裝出了三組分和四組分的復(fù)雜二維納米晶體結(jié)構(gòu)，在自組裝規(guī)律的研究方面取得了不錯的進展，并在表面分子納米結(jié)構(gòu)組裝與表征方面取得了多項研究成果。

在二維表面多孔分子納米結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑和表面主客體化學(xué)研究方面，經(jīng)過多年執(zhí)著追求，雷圣賓及其團隊取得了不俗的成績。在固/液界面上的掃描隧道顯微學(xué)研究已有約15年，但雷圣賓團隊最近發(fā)現(xiàn)并已通過實驗和理論模擬證明：可以通過調(diào)節(jié)溶質(zhì)濃度調(diào)控界面上的組裝過程，并能夠通過這種辦法實現(xiàn)多孔結(jié)構(gòu)的組裝。他們還研究了主客體化學(xué)在控制固/液界面上的多組分組裝中的應(yīng)用，第一個證明了能夠以超分子聚集體誘導(dǎo)表面密排多晶形向多孔多晶形轉(zhuǎn)變。在以上研究基礎(chǔ)上，雷圣賓團隊設(shè)計合成了另一種主體分子，該分子可以在固/液界面組裝成為具有兩種不同形狀和尺寸孔洞的Kagome網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。他們在兩種孔洞中放置不同的客體分子或團簇，成功得到了四組分的二維超分子結(jié)構(gòu)，并掌握了如何通過分子設(shè)計與組裝條件控制實現(xiàn)復(fù)雜超分子結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑。

在外電場驅(qū)動的分子開關(guān)研究方面，雷圣賓團隊利用多層酞菁分子特異的光電性質(zhì)和三明治型立體結(jié)構(gòu)，設(shè)計了一個三層酞菁分子，并在分子的頂層和底層的酞菁環(huán)上分別引入不同極性和組裝特性的官能團，使分子具有本征的平行于分子軸的電偶極矩。具有這種結(jié)構(gòu)的分子在表面形成的組裝結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出對STM成像偏壓的響應(yīng)。該設(shè)計思路在納米電子學(xué)和納米器件領(lǐng)域有重要的應(yīng)用價值。

從事科研工作以來，雷圣賓主持或參與完成多項國家級、省部級重大科研項目，取得了多項科研成果，獲得2005年度中國化學(xué)會青年化學(xué)獎、2009年獲教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才計劃支持。期間，雷圣賓發(fā)表SCI收錄論文70余篇，個人H因子（衡量學(xué)術(shù)水平的標(biāo)準(zhǔn)之一）17。其中在IF（影響因子）大于3.0的雜志上發(fā)表論文45篇，并曾為國際權(quán)威雜志Topics in Current Chemistry，Chem. Soc. Rev.，Angew. Chem. Int. Ed.撰寫綜述。

雷圣賓說，支撐自己不斷進步的，除了父母師長的殷切希望，還有自己對科研的極大興趣和好奇、對結(jié)果打破砂鍋問到底的執(zhí)著與堅守。相信有著如此勁頭的雷圣賓，一定會取得更加輝煌的科研成就。