功能導(dǎo)向晶態(tài)材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計和可控制備

　　本重大研究計劃以國家需求和材料的功能為導(dǎo)向，重點(diǎn)探討晶態(tài)材料結(jié)構(gòu)、組成和性質(zhì)關(guān)系，提出新材料探索的新機(jī)制和新模型；根據(jù)對材料功能的需求來設(shè)計和調(diào)控材料結(jié)構(gòu)，可控制備一批具有特定功能的新型晶態(tài)材料，建立自主創(chuàng)新的材料研究新理論、制備新技術(shù)和材料新體系，開辟一個知識創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新的重要源頭；發(fā)現(xiàn)晶態(tài)材料的光、電、磁及其復(fù)合性能與空間結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)之間的內(nèi)在關(guān)系規(guī)律，揭示決定晶態(tài)材料宏觀功能的結(jié)構(gòu)基元及其在空間上的集成方式，為實(shí)現(xiàn)功能導(dǎo)向晶態(tài)材料的設(shè)計和制備提供理論基礎(chǔ)。此外，實(shí)際應(yīng)用對光電轉(zhuǎn)換材料、非線性光學(xué)晶體材料、激光和熒光晶體材料、鐵電和微波介電材料等都提出了許多新要求。本重大研究計劃在執(zhí)行期間提出三個主要科學(xué)問題：①晶態(tài)材料功能和物性的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)基元的確定；②材料功能、物性及其微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系與規(guī)律；③基于功能基元晶態(tài)材料的設(shè)計和制備可控性。主要開展了晶態(tài)材料功能特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)基元關(guān)系，功能基元間的協(xié)同及構(gòu)效規(guī)律，晶態(tài)材料的計算、模擬與功能優(yōu)化，晶態(tài)材料的設(shè)計、合成與可控制備新方法，晶態(tài)材料微結(jié)構(gòu)的分析與表征新方法，晶態(tài)材料的功能及應(yīng)用這六方面的研究工作。在以下三方面取得了重要突破：①發(fā)展功能基元理論，指導(dǎo)具有光、電、磁及其復(fù)合功能晶態(tài)材料的研制，形成物理、化學(xué)與材料科學(xué)交叉的新學(xué)科生長點(diǎn)；②基于功能基元理論，建立與發(fā)展晶態(tài)材料的可控合成及組裝、功能基元的探測與表征、材料性能的模擬與預(yù)測等研究方法；③獲得一批具有國際影響，且對相關(guān)技術(shù)及產(chǎn)業(yè)具有引領(lǐng)作用的晶態(tài)材料，特別是在激光晶體和非線性光學(xué)晶體材料方面獲得的系列高性能材料體系，進(jìn)一步提升了我國晶態(tài)材料研究的原創(chuàng)能力。本重大研究計劃從功能基元出發(fā)，在功能導(dǎo)向晶態(tài)材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計和可控制備領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展并實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，在磁性分子材料、鐵電分子材料、功能分子金屬有機(jī)框架（MOF）材料、非線性光學(xué)晶體材料領(lǐng)域帶領(lǐng)國際研究方向，在晶態(tài)透明陶瓷激光材料、能量轉(zhuǎn)換材料、新型Fe基超導(dǎo)體材料和仿生晶態(tài)材料等領(lǐng)域取得了長足的進(jìn)展；發(fā)展單原子可極化軌道新型非線性光學(xué)理論，在國際上率先發(fā)現(xiàn)一批新型深紫外非線性光學(xué)晶體材料。

　　功能導(dǎo)向晶態(tài)材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計和可控制備項(xiàng)目組指導(dǎo)專家組長為洪茂椿院士。洪茂椿為中科院福建物構(gòu)所學(xué)術(shù)委員會副主任、所長，黑龍江大學(xué)功能無機(jī)材料化學(xué)教y部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會副主任。2003年當(dāng)選為中科院院士。