合肥微尺度物質科學國家實驗室

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合肥微尺度物質科學國家實驗室合肥微尺度物質科學國家研究中心（以下簡稱微尺度國家研究中心）是科技部2017年11月批准組建的六個國家研究中心之一，依託於中國科學技術大學，是在合肥微尺度物質科學國家實驗室籌建十餘年的基礎上組建。2018年3月，微尺度國家研究中心建設運行實施方案通過專家論證。

目錄

組織機構

合肥微尺度物質科學國家研究中心建設運行管理委員會，負責協調微尺度國家研究中心建設運行發展的有關重大事項，審議微尺度國家研究中心的年度任務和經費預算，組織對微尺度國家研究中心及主任進行績效考核和監督。

合肥微尺度物質科學國家研究中心學術委員會由微尺度物質科學領域國際知名專家組成，實行聘期制，每屆五年。學術委員會在履行基本職能的同時，結合領域國際發展態勢，對合肥微尺度物質科學國家研究中心開闢新領域方向提供戰略性諮詢，並為微尺度國家研究中心開展國際學術交流提供幫助，擴大微尺度國家研究中心的國際學術影響力，組織和推動中心的國際學術評估，促進中心與國際相關機構的交流與合作。

合肥微尺度物質科學國家研究中心主任委員會由中心主任、副主任、各研究部和公共技術平台負責人構成，負責規範、加強中心公共事務管理和制定各種相關規章制度並監督落實情況。中心日常的運行管理由中心主任委員會負責。

合肥微尺度物質科學國家研究中心設十一個研究部、一個包含了理化、生物、極端條件和微納加工的公共技術平台和一個交叉型高端研究平台。研究部根據科學研究需要，動態設立若干課題組，課題組是研究中心的基本研究單元，由責任研究員（PI）負責組建課題組。公共技術平台為研究部門提供全面的技術支撐，面向社會開放共享。交叉型高端研究平台為中心的主要研究方向，提供先進科學工具。

科研體系

微尺度國家研究中心通過整合物理、化學、材料、生物和信息這五個一級學科的研究力量，在學科交叉與融合的基礎上，形成一個以多學科綜合為特點、以國家重大戰略需求和交叉前沿領域為導向的新型基礎科學研究中心。微尺度國家研究中心以多學科交叉融合為指導思想，聚集微觀尺度科學並產生重大原創性成果，在光與冷原子物理、單分子物理與化學、低維物理與化學、納米材料與化學、納米催化與能量轉化、分子與細胞生物物理、神經環路與腦認知、分子醫學、Bio-X交叉科學、理論與計算科學、尖端測量儀器等十一個重要研究領域開展基礎性研究。

支撐體系

微尺度國家研究中心現有一支466人的研究隊伍，其中教授/研究員244人。微尺度國家研究中心在研究任務和組織體系的框架下進行整合，不斷優化人才隊伍結構，凝聚了一批學術造詣深、富有獻身精神、年齡結構合理的優秀人才隊伍，包括中國科學院院士14位、中國工程院院士1位、發展中國家科學院院士4位、國家傑出青年科學基金獲得者50位、中組部萬人計劃領軍人才15位、青年拔尖人才6位、中科院百人計劃入選者63位、國家優秀青年科學基金獲得者37位，10個國家自然科學基金委創新研究群體和6個教育部創新團隊。

學科交叉

微尺度國家研究中心聚焦未來信息、新能源和生命健康等重大創新領域，以納米科技、生物科技、信息科技和認知科學的多學科交叉創新為導向，開展微尺度物質體系的基礎和應用基礎研究，匯聚一流創新資源，完善協同創新體制機制，搶占科學研究制高點，打造原創成果策源地，在微尺度物質科學領域成為代表國家水平、體現國家意志、承載國家使命的科研與人才培養基地。

研究成果

國際上有關納米結構組裝技術與仿生結構材料研究領域的挑戰之一，是如何實現將功能化的納米結構單元組裝成有序的組裝體，以獲得新的功能和應用。在受具有優越力學性能的生物材料體系如貝殼、飛鳥骨骼等微觀結構與其性能關係的啟示下，如何仿造生物材料的微納結構以實現達到優化和提高材料的整體性質已受到科學界的關注。

中國科大俞書宏教授領導的課題組在國家重大科學研究計劃項目、國家自然科學基金委重點基金、科技部國際合作重點項目等支持下，圍繞如何實現一維、二維納米構築單元的高產製備與組裝、以及如何構築輕質高強仿生納米複合材料等科學問題，開展了一系列功能納米結構單元製備與組裝技術探索研究，在納米結構單元組裝技術和仿生輕質高強複合材料研製方面取得一系列重要進展。

該研究組運用界面組裝技術，成功將化學法合成的無序納米線組裝成具有周期性結構的有序一維超細納米線薄膜，這種有序周期結構的納米線薄膜既可組裝在剛性基體上也可組裝在柔性基體上，具有與納米線層數相關的光開關功能，可用於光導器件的研製。在此基礎上，提出了一種在空氣-水-油三相界面上直接組裝超長納米線有序薄膜的方法及組裝原理，成功實現了在空氣-水-油三相界面上組裝多種無機納米線組裝結構的目標。相關研究成果發表在《美國化學會志》上（J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 8945-8952）和德國《先進功能材料》上（Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 958-964，並被選為卷首插畫論文（「Frontispiece」 paper）。

在上述一維納米線組裝技術的研究基礎上，該研究組還探索了二維納米結構單元的組裝過程，並成功研製了多種輕質高強仿生納米結構複合材料。通過界面組裝和旋塗層層組裝的方法將多種雙層氫氧化物微/納米片與天然高分子殼聚糖複合製備出具有層狀結構的高強而透光的功能性複合膜。研究結果表明，仿生層狀結構複合膜具有類似貝殼的微結構，在抗拉伸方面表現出優異的性質，可以同天然貝殼媲美。其中Cu-NO3-殼聚糖複合膜的強度可以達到160 MPa，是純殼聚糖膜的八倍，並且超過了珍珠母的拉伸強度。還運用不同組裝單元構築了具有選擇性吸收紫外光和透過不同波長的可見光的高強透明複合膜。此工作發表在德國《應用化學》上（Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 2140-2145），並被選為卷首插畫論文（「Frontispiece」 paper），隨後被英國NPG出版集團的Nature Asia Materials 以「Composite materials: Revaling Nature」為題選為研究亮點報道。

研究人員還設計了合理的粘土納米片-生物大分子殼聚糖複合構築單元的自組裝流程，成功製備了具有珍珠母結構的有機無機生物納米複合薄膜。所研製的薄膜拉伸強度可以達到100 MPa，具有良好的透光性，並且能在水中變得更加透明。特別地，此類薄膜具有優良的力學和抗火性能，燃燒後其整體層狀結構也不會被破壞，為今後研製輕質高強防火納米塗層材料提供一條可能的途徑。此工作也發表在德國《應用化學》上（Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 10127-10131）。