超分子結(jié)構(gòu)與材料國家重點實驗室的前身是1978年由中國科學(xué)院院士唐敖慶創(chuàng)建的“吉林大學(xué)結(jié)構(gòu)化學(xué)研究室”。1991年,在此基礎(chǔ)上成立了“分子光譜與分子結(jié)構(gòu)教育部開放研究實驗室”,2001年更名為“超分子結(jié)構(gòu)與材料教育部重點實驗室”;2006年申請建立國家重點實驗室,2007年由國家科技部批準(zhǔn)建設(shè),2010年通過驗收。
超分子結(jié)構(gòu)與材料國家重點實驗室結(jié)合國家需求和現(xiàn)有條件,定位于基礎(chǔ)研究,研究成果向高新技術(shù)輻射。圍繞超分子化學(xué)發(fā)展方向和趨勢,實驗室側(cè)重于合成新的組裝材料,發(fā)展新的組裝方法。實驗室從復(fù)雜超分子體系的研究入手,開發(fā)超分子組裝體的光電和生物功能,注重自組裝和自組裝過程的研究,確立了“超分子組裝過程與機制”、“超分子光電功能材料”、“生物與醫(yī)用超分子材料”、“可持續(xù)發(fā)展超分子材料”和“超分子識別與傳感材料”為主要研究方向。
實驗室作為國家級創(chuàng)新研究平臺,已發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高新技術(shù)并取得了令人矚目的研究成果,獲國家自然科學(xué)獎二等獎3項,省部級科技進步獎一等獎5項,獲國家自然科學(xué)基金委創(chuàng)新群體1項,并成為國家首批創(chuàng)新引智基地。近5年實驗室發(fā)表論文1402篇,授權(quán)專利131項(含美國專利2項)。
實驗室依托吉林大學(xué)高分子化學(xué)與物理、物理化學(xué)、有機化學(xué)、分析化學(xué)4個國家級重點學(xué)科,匯聚了一批具有不同學(xué)科專業(yè)背景的研究人員,現(xiàn)有固定人員85人,其中研究人員70人,技術(shù)人員11人,管理人員4人。研究隊伍中包括中國科學(xué)院院士3名(含雙聘院士2名),特聘領(lǐng)軍人才2名,國家杰出青年科學(xué)基金獲得者7名,國家自然科學(xué)基金委優(yōu)秀青年科學(xué)基金獲得者8名,優(yōu)秀青年學(xué)術(shù)帶頭人6名,國家“百千萬人才”計劃入選者1名,國家“萬人計劃”入選者4名,教育部長江學(xué)者獎勵計劃特聘教授4名,全國百篇優(yōu)秀博士學(xué)位論文獲得者2名,教育部新(跨)世紀(jì)優(yōu)秀人才培養(yǎng)計劃入選者8名。此外,現(xiàn)有400余名博士生、碩士生、博士后在實驗室工作。
2019年,實驗室取得了多項創(chuàng)新成果。實驗室發(fā)展了兼具自修復(fù)性能和高離子導(dǎo)電率的柔性凝膠電解質(zhì)材料,該凝膠電解質(zhì)在保證鋰離子電池良好充放電循環(huán)性能的同時,可大大提高電池的安全性、可靠性和使用壽命,同時,該凝膠電解質(zhì)對于發(fā)展可拉伸、可修復(fù)柔性鋰離子電池具有重要的借鑒意義;發(fā)展了非天然光酶催化聚合的新概念,實現(xiàn)了可見光與酶催化兩種環(huán)境友好體系的有機結(jié)合,為進一步推動酶催化的多樣性并將其用于可控自由基聚合提供了新思路。前不久,NatureMaterials雜志刊發(fā)了吉林大學(xué)超分子結(jié)構(gòu)與材料國家重點實驗室、佐治亞理工學(xué)院Jean-Luc Brédas教授團隊和劍橋大學(xué)卡文迪許實驗室的合作研究論文“不遵循構(gòu)造原理的高穩(wěn)定高發(fā)光效率給受體結(jié)構(gòu)中性自由基”,吉林大學(xué)超分子結(jié)構(gòu)與材料國家重點實驗室為第一完成單位。
實驗室作為國家科技創(chuàng)新體系的重要組成部分,將繼續(xù)努力開展創(chuàng)新性基礎(chǔ)研究,聚集和培養(yǎng)高起點超分子化學(xué)研究人才和帶頭人,使實驗室成為重要的研究基地、學(xué)術(shù)交流基地和人才培養(yǎng)基地,為科學(xué)技術(shù)發(fā)展、國家經(jīng)濟建設(shè)和社會進步做出應(yīng)有的貢獻。
超分子結(jié)構(gòu)與材料國家重點實驗室擁有10000平方米的實驗基地和總價值2億元以上的儀器設(shè)備,包括完整的譜學(xué)表征、表面測量及成像、器件制備成套設(shè)備、電及熱測量裝置,500MHz核磁共振譜儀、場發(fā)射掃描電子顯微鏡、X射線單晶衍射儀、透射電鏡、紫外光電子能譜儀、原子力顯微鏡、冷凍電鏡、飛秒超快光譜系統(tǒng)、相干反斯托克斯散射成像系統(tǒng)等,已具備的良好運行條件和研究環(huán)境。
其中,超分子結(jié)構(gòu)與材料國家重點實驗室公共儀器平臺是實驗室于2012年開始籌建的開放式公共儀器管理和測試平臺,平臺將具有公用性和開放性的儀器集中起來,專管共用,更好地發(fā)揮大型儀器設(shè)備在科研工作中的支撐作用,擴大服務(wù)面,提高儀器設(shè)備的使用效率和開放程度。
目前,平臺擁有大型儀器20余臺,總價值約5000萬。平臺實行“統(tǒng)管共用”的管理模式,開發(fā)了集儀器信息介紹、儀器培訓(xùn)申請、預(yù)約上機測試及送樣測試為一體的網(wǎng)上管理系統(tǒng),制定了包括平臺儀器管理、人員管理及日常運行相關(guān)的一系列規(guī)章制度,建立了平臺網(wǎng)頁,逐步實現(xiàn)平臺的標(biāo)準(zhǔn)化管理和自動化管理。通過這種管理方式,極大地方便了科研工作,增強了學(xué)生獨立使用儀器從事科學(xué)研究和分析測試工作的能力,對創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)、對實驗室科研水平的提高起到了積極的促進作用,同時也充分發(fā)揮了儀器的使用功能,顯著提高了儀器使用效率和平臺工作效率。
超分子結(jié)構(gòu)與材料國家重點實驗室公共儀器平臺始終以“服務(wù)科研、開放使用”為運行宗旨,在首要滿足實驗室及學(xué)校的科研、教學(xué)需求的前提下,同時以開放課題等形式對國內(nèi)外開放。
2019年5月19—26日,超分子結(jié)構(gòu)與材料國家重點實驗室響應(yīng)科技部號召,以“科技強國 科普惠民”為主題,結(jié)合實驗室自身科研特點,舉辦了“科技活動周”系列公眾開放活動,讓公眾近距離的接觸超分子化學(xué)領(lǐng)域的最新研究成果,真正地領(lǐng)略科技創(chuàng)新的神奇和獨特的魅力。
科技活動周期間,為了使科技創(chuàng)新成果和科學(xué)普及活動真正惠及廣大長春市民,實驗室提前做了周密籌劃與部署,精心準(zhǔn)備了科普講座、趣味化學(xué)演示實驗、科技創(chuàng)新成果展示、大型科研儀器設(shè)備介紹、參觀實驗室等開放環(huán)節(jié),為廣大公眾奉獻了一場科學(xué)的盛宴。這次科技開放活動周活動,吸引了來自東北師范大學(xué)、長春理工大學(xué)、長春市信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院、吉林大學(xué)附屬中小學(xué)、東北師范大學(xué)附屬中小學(xué)、省實驗中學(xué)等高校學(xué)生、中小學(xué)師生及普通市民等社會各界人士共500余人參加。
科普講座環(huán)節(jié),實驗室人員首先向來訪者簡要介紹了吉林大學(xué)的發(fā)展歷史、人文景觀、化學(xué)學(xué)院及超分子實驗室簡況,并告知大家參觀實驗室期間的注意事項。然后在實驗室研究生的協(xié)助下,為中小學(xué)生和普通市民演示了趣味性很濃的科學(xué)實驗,主要包括熱冰、碘鐘、酚酞顯色、大象牙膏、金屬鎵,并與現(xiàn)場的中小學(xué)生進行互動,讓他們親身感受化學(xué)的樂趣和魅力。同時,針對來訪的大學(xué)生,實驗室安排專人向他們介紹相關(guān)課題組研究前沿及進展,鼓勵他們報考吉林大學(xué)的研究生,并為他們選擇導(dǎo)師和研究領(lǐng)域提供指導(dǎo)。
科技創(chuàng)新成果展示環(huán)節(jié),實驗室工作人員向來訪者展示了實驗室最新的科技創(chuàng)新成果,如阻燃棉布:通過在普通棉布表面添加超分子材料涂層,使棉布能夠阻燃;珠寶鑒定:利用實驗室自行研制的便攜式拉曼光譜儀進行真假鉆石的鑒定;太陽能電池:從三代太陽能電池的發(fā)展史,講到實驗室最新研制的效率高、耐彎折、制作成本低廉的鈣鈦礦太陽能電池;熒光量子點發(fā)光:用全光譜熒光量子點粉制作節(jié)能燈,從藍光到紅光的單色光發(fā)光,進而利用三原色光互相混合得到白光。實驗室教授和研究生們深入淺出地講述了這些實驗背后的科學(xué)奧秘,以此激發(fā)他們的科學(xué)興趣,并與在場的學(xué)生進行互動活動,點亮了青少年們成為化學(xué)工作者的夢想。
另外,活動期間實驗室面向全體來訪者開放,安排大家參觀實驗室和大型儀器設(shè)備介紹,并針對群眾關(guān)切的化學(xué)安全、食品安全、空氣質(zhì)量、低碳節(jié)能、資源短缺、環(huán)境污染、健康生活等熱點問題進行了熱心交流。
實驗室通過公眾開放活動,提升了廣大參與者的科學(xué)素質(zhì),尤其是在廣大青少年的心中埋下科學(xué)的種子,激發(fā)他們的科學(xué)興趣和想象力,為他們的理想插上科學(xué)的翅膀,讓未來的“科學(xué)家”不斷涌現(xiàn)。短暫的“公眾開放活動周”結(jié)束后,實驗室繼續(xù)響應(yīng)科技部“科技強國 科普惠民”的號召,繼續(xù)對來訪的廣大市民及中小學(xué)生安排開放交流活動。