表界面分子科学/表界面智能材料的研究处于化学、物理、材料学、生物学等多学科的交叉点。本研究方向以表界面物理化学为核心，运用独特表界面技术，开展表界面物理化学和智能响应界面研究。表界面物理化学重点关注表面在位化学、表面超分子化学和扫描探针显微技术等前沿研究领域，主要从原子和分子尺度研究分子在表面的组装、反应以及新型分子构建等基础科学问题，原子力显微镜（AFM）和扫描隧道显微镜（STM）是本方向表征所用的主要手段。结合其它物理、化学及器件方法，我们将在原子、分子分辨的水平上对功能材料在结构化表面界面的组装、结构、性质及在位反应过程做出系统表征，构筑新型智能材料体系。智能响应界面研究主要聚焦于结构化功能表界面、响应性表界面和智能感知器件/系统等研究领域，其研究目标在于发展新型智能材料的精准制备和性质调控方法，并以此基础开展多功能感知和智能传感系统研究。

具体研究方向如下：

1.表面在位化学

表面在位化学是基于分子前驱体来构建共价相连且结构精准可控的有机纳米材料的新兴合成方法。该方向已在表面科学、合成化学、表面催化等领域受到广泛关注。基于对单晶表面上在位反应的理解，我们将致力于发展新型表面在位反应，深入理解表面在反应机制、反应过程、中间态及产物结构调控上的作用，特别关注碳基功能材料的电子结构及催化活性的系统表征。通过表征技术的发展和完善，有望从空间和能量的极致分辨水平上获得表面化学反应的新认知。

2.表面超分子化学

探索非共价作用下分子聚集体的组装、主客体识别、多级复杂结构的构筑等超分子化学研究。其目的不仅仅局限于基于结构表征的超分子相关基础现象的研究，也面向发展基于功能调节的超分子二维材料的制备和性能调控。为进一步构筑可面向智能传感、超快响应、催化等方面的结构性低温智能材料，开展从微观到介观尺度超分子长程有序体的结构-性能关系研究。

3.扫描探针显微技术

利用扫描探针显微镜的高分辨成像和谱学技术研究分子在表面上的物理、化学过程，有助于实现高空间（单键水平）高能量分辨下对表面在位反应的化学过程、机制的表征，可为解决大规模功能材料合成、工业催化等领域的关键技术挑战/难题提供帮助。发展适用于智能材料制备和表征的高分辨成像、谱学技术，进行多环境体系联用的新型表征装备的研发和探索。

4.结构功能化表界面

结构功能化表界面研究的主要对象是有机半导体分子在结构表面的组装行为、选区生长、物理性质及器件性能优化。目的在于发展与现代微加工技术相匹配的适用于分子材料器件化的新型技术，为有机半导体及分子器件的构建提供新思路和支撑技术。

5.响应性表界面

系统地研究表界面智能材料的精准合成与组装方法，开展柔性、多功能和高灵敏响应性表界面智能材料研究。通过研究功能分子基元与宏观性能的协同关联作用机制和构效关系，建立结构变化与材料智能响应性质之间的联系，为表界面智能材料的精准合成与组装以及应用奠定基础。

6.智能感知器件/系统

以智能材料的制备为基础，结合表界面组装、物性调控，发展高灵敏智能感知响应器件和系统，构筑可应用于工业流程、环境监测、生命健康管理和预防、仿生感知电子皮肤等方面的智能传感系统。结合基于响应性材料的高灵敏传感器件、感知物理硬件单元和机器学习和大数据处理，构筑具有从信息感知、数据处理到反馈的数字化智能互联系统。

责任编辑：向丹婷