为化学自组装研究贴上“中国标签”(2)

因此，在广泛梳理了当时国际上该领域的基本研究状况后，专家组拟定了“一体两翼”的整体思路。将组装基元、组装方法及组装体功能的三个层次研究有机地串联为一条“主线”。其中，“组装基元”是自组装科学的基础，正如建设大楼的砖瓦；“组装方法”则指以什么途径把组装基元组合在一起，“建成”房间乃至大楼；组装后的体系能够发挥什么作用，则是“组装体功能”需要解决的问题。发展组装的表征和理论新方法则为“两翼”，以共同揭示自组装的本质与规律。

“在一条主线和两翼的顶层设计上，接下来，我们从生命科学和材料科学两个方向寻找突破，”田中群强调，“原创性是关键。”

经过十多年的努力，以“分子组装新推动力”为出发点，他们建立起原创的可控组装新方法，实现了多级次的功能体系组装。

“可以说，我们基本实现了从‘跟跑’到‘并跑’的跨越式发展，而且在一些方向上处于领跑。”在该重大研究计划结题评估阶段，田中群评价说。

提出新概念、新理论和建立新方法

在该重大研究计划项目中，完成“一体两翼”顶层设计的关键在于原创性。那么，什么研究才称得上是“原创性工作”？

“我们对原创性工作有一个共识性的、经验性的判断标准，人们提到某一研究领域的某个方向，首先想到的不是某一篇文章或某几篇高被引文章，而是开创和系统引领该方向的某个或数个研究组。”田中群认为，“用‘标签’来比喻再合适不过。”

近十年来，中国科学家在该重大研究计划中勇于围绕国际争论的关键问题和发展瓶颈问题，发现分子以上层次物质科学中的新现象和新效应，提出新概念、新理论，实现了多项“从0到1”和从跟跑到领跑的突破，逐渐形成了一些“中国标签”。

例如，在新的组装驱动力方面，王梅祥等课题组围绕“阴离子—π作用存在与否”这一国际争论的问题展开研究。他们自主创新设计和发展了一批具有特色的大环分子基元，首次获得了中性缺电子芳香环与阴离子形成阴离子—π作用的实验证据并证实了阴离子—π作用的普遍性。

徐昕课题组则与王梅祥等课题组紧密合作，利用自主发展的计算方法，系统研究了阴离子—π作用及其影响因素，提出了“轨道静电作用”新理论，发展出描述阴离子—π作用的更为本质和定量的理论模型，用于解释实验和理性设计。

张希、黎占亭、颜德岳等多个课题组自主发展了全新的功能组装基元与驱动力，例如设计与合成Se-N可逆动态共价键、新型多臂单体基元，提出了“超分子有机框架（SOF）”新概念，实现了超支化聚合物等复杂结构的构筑等。

在新的组装方法层面，张希、刘冬生、田中群课题组等分别发展和提出了一系列可控超分子聚合新方法，建立形貌尺寸可控的框架诱导组装新方法，提出了“催组装”的新概念，并拓展建立针对多级组装的“催组联”方法，这有助于组装生命体系和精准高效制备复杂功能材料。

“一个新概念和新理论提出来后，需要一个慢慢被大家接受的过程，目前，整个领域的同行对中国科学家在自组装领域的研究水平认可度已显著提升。”田中群告诉《中国科学报》。