三十年如一日的钻研 紧跟世界脚步的科研者——苏州大学迟力峰劳模事迹简介
发布日期:2019年04月18日    作者:    来源:苏州市教育工会    浏览次数:183

 苏州大学工会

一、所从事工作简介

迟力峰教授,主要从事自然科学研究工作。她的研究领域是表界面超分子科学,在分子组装和反应方向取得了一系列创新成果,为解决组装体系长程无序和稳定性不足的基本科学问题提供了有效方案。她提出利用分子在气液固三相界面动态转移过程中的非线性行为,调控分子聚集,实现了宏观尺寸的亚微米周期性结构;利用金属单晶表面限域和催化作用, 实现了饱和直链烷烃端基的选择性碳-氢活化和碳-碳直接偶联。为精准控制分子的断键和偶联建立了新方法,在表面在位化学(on-surface chemistry)这个新兴交叉学科作出了开拓性工作。发表SCI论文350篇。作为第一或通讯作者的论文包括《Nature 1篇,《Science 2篇,《Acc. Chem. Res. 3篇,《J. Am. Chem. Soc. 9篇,《Angew. Chem. 6篇,《Phys. Rev. Lett.1, Adv. Mater.19篇,他引近8000 次。为10本专著撰写章节,主编Wiley纳米丛书专著一部。获授权专利9项。任LangmuirSmallACS Nano顾问委员会成员,是《New Journal of Physics》、《ChemNanoMat》、《Nanoscale Horizon》、《高等化学学报》和《物理化学学报》的编委会成员。2016年获美国化学会ACS Nano Lectureship 奖, 2017年获IUPAC化学化工杰出女性奖。

二、工作创新,有重大突破

(一)提出利用分子非线性动态聚集实现周期性结构,建立了用分子组装制备可调控图案的新方法,为自下而上构筑功能结构表面奠定了基础

界面分子组装是用自下而上方法实现结构化功能表面的重要途径,但其主要问题是组装体系的长程无序。迟力峰提出利用分子在气液固三相界面动态转移过程中相变导致的非线性震荡,实现大面积有序周期结构,并将其扩展到功能分子。她所建立的方法被广泛用于其它分子和纳米材料。

1.从超分子组装到结构化表面。利用单分子层从气液界面到固体表面转移中的相变,在动态过程中实现分子从分散态到聚集态的转变,自下而上大面积制备亚微米特征尺寸、周期可调控分子图案,成果发表《Nature》;随后对结构稳定化、功能化、形成机理及体系扩展等进行了一系列研究。鉴于这个方向的系统性工作,她多次应邀为学术期刊和专业书籍包括Acc. Chem. Res.、纳米百科全书等撰写专论和综述。日本国家材料研究所超分子首席研究员Ariga指出“迟及其合作者先驱性的利用Langmuir-Blodgett (LB) 转移技术制备出周期条带图案,这些获得梯度结构的技术是非常低成本和高效的”。这个方向的工作在国际上受到广泛关注,多次被引用。她所建立的方法被广泛用于功能材料的图案化制备。美国科学院院士哈佛大学Lieber教授和加州大学伯克利分校杨培东教授分别指出,此方法可应用于纳米材料的有序组装。

2.从分子组装结构化到功能化。迟力峰将研究体系从简单分子扩展到功能分子,实现了结构化有机半导体超薄膜的简便、快速制备,并阐释其微观形成机制,在此基础上制备了性能优异的高灵敏气体传感器件。诺贝尔奖获得者Heeger教授指出该方法是优化分子排列的策略之一。同行评价这一系列工作“为调控分子组装结构方面提供了强有力的信息”,并指出“有机半导体微/纳结构化的方案为高质量有机半导体气体传感提供宽广的途径”。另一方面,她将结构化表面与功能材料(如导电高分子)相结合,实现定位组装和聚合,并证实其优越的导电、传感等性。该工作被美国科学院院士Whitesides作为一种方法在文章中引用。

3.揭示了单分子膜中相变初始态分子聚集行为的非均匀性。首次把原子力显微镜用于单分子薄膜中分子聚集行为的研究,揭示了相变初始态及与动态相关分子聚集的非均匀性。文章发表于《Science》,引起多方关注。以色列Weizmann研究所Leiserowitz教授指出,迟等人“观察到的分子聚集体中亚微米结构是之前用电镜从未观测到的”。美国西北大学MacDonald教授指出这是“用原子力显微镜研究相分离区域单分子膜的首项工作”。

(二)提出表面在位化学的新策略,揭示了表面对分子反应选择性影响的本质,在碳-碳反应领域作出开拓性工作

表面在位化学是近十年发展起来的新兴交叉学科,在化学反应的精准性控制、突破传统化学合成的限制、提供全新反应路线等方面显示出巨大的潜能。迟力峰在这个领域作出了原创性、有国际影响力的工作。

1.实现饱和烷烃的碳氢键选择性活化。碳氢键选择性活化和碳-碳直接偶联一直是化学领域具有挑战性的课题。迟力峰利用各向异性金单晶 (110) 的表面限域和催化作用,实现了直链烷烃端基的碳氢键活化并诱发聚合, 这是用传统制备方法难以实现的,成果发表于《Science》。这个工作采取直接活化烷烃端基实现分子偶联,成为表面在位化学的新策略。更重要的是,打破了人们长期以来对烷烃惰性的认知。哈佛大学Madix 教授《Nature》上撰文对该工作给予评述,指出“用饱和烷烃作为起始化合物来实现碳-碳反应非常具有挑战性”,这项研究成果是“令人惊奇”的,“非常有魅力”。《Nature Nano》将该工作引为亮点文章。多次被综述性文章和研究论文引用。这一方法和概念被拓展到芳香烃体系和其它表面,逐渐形成新的研究系列与方向。

2.自下而上合成石墨烯纳米带。首次确定并系统研究了多卤代芳香化合物在金表面脱卤聚合反应的中间产物金-有机杂化物结构, 在此基础上合成了宽度为0.5nm的石墨烯纳米带,并证实其能带间隙的打开。这项工作提出了不同于其它表面在位合成石墨烯纳米带的新途径,被认为是率先实现宽度可调控石墨烯纳米带的代表性工作之一,并应邀对该方向的工作撰写专论。

3.揭示了表面在位反应有别于传统合成的不同路径与中间态。设计一系列表面辅助分子偶联反应,阐明了不同单晶表面对碳-氢键活化数目选择性活化的机理;实现了从手性组装结构到手性反应产物结构的可控转移;揭示了金属单晶表面上分子偶联与溶液中的对应反应有不同的反应机制与路径。

三、精益求精,成果斐然

表界面自组装是自然界生物体中普遍存在的现象,而运用各种分子自组装是构建功能表面,界面以及新型微纳米材料的重要方法。迟力峰教授在表界面组装的工作为可控的制备高质量结构性表界面以及功能薄膜提供了新的方法和工艺,在光、电、生物等领域均表现出巨大应用潜力

作为一个处于化学、物理交叉的新兴前沿学科,表面在位化学在对化学反应的精准性控制、突破传统化学合成的限制、提供全新的反应路线与设计等方面显示出了巨大的潜能,但同时也有许多尚未清楚的科学问题,譬如,如何理解表面化学反应有别于传统反应的选择规律?不同金属单晶表面、不同表面结构导致不同选择性和产物的本质是什么?如何得到宏观尺寸的可控低维功能高分子的制备以及如何其到新型功能界面材料的过渡?从表面在位聚合反应来看,目前可以实现的低维高分子聚合反应还比较少,大多数的研究都还集中在新型反应的探索中,而另一方面,利用已经深入研究的反应,设计合理的分子前驱体,在表面上制备新型聚合材料,研究这类材料的物理、化学性质,进而实现这类材料的器件化将是有意义和挑战的工作。

迟力峰在界面组装和表面在位化学领域形成了自己鲜明的学术特色并产生了重要的国际影响。她的工作,先后被本领域权威专家如美国科学院院士等评述和引用。她在德国工作期间便积极参与我国表界面超分子化学和纳米科学的工作,致力于推进中德合作与交流,参与组织了双方基金委首个重大联合研究项目。1999年获海外青年学者合作研究基金,2011年入选中组部国家千人计划。作为课题负责人承担了科技部973纳米专项,作为项目负责人承担了国家自然科学基金委员会重大研究计划重点支持项目、重大仪器研制专项,是首个中德重大国际合作项目的组织者和负责人之一。她学风正派,治学严谨。培养博士生34人,指导的博士后和博士生多人获得国家各类人才计划的支持(中组部青年千人计划3人,长江学者2人,国家杰出青年基金获得者1人,优秀青年基金获得者2人)

迟力峰教授长期从事于自然科学研究,致力于中国科学技术的发展以及与国际研究机构的合作和交流,她的研究工作除了具有潜在的应用价值之外,也为中国科研在国际相关领域取得具有影响力的地位。

 

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