功能導向晶態(tài)材料的結構設計和可控制備

　　本重大研究計劃以國家需求和材料的功能為導向，重點探討晶態(tài)材料結構、組成和性質(zhì)關系，提出新材料探索的新機制和新模型；根據(jù)對材料功能的需求來設計和調(diào)控材料結構，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、制備新技術和材料新體系，開辟一個知識創(chuàng)新和技術創(chuàng)新的重要源頭；發(fā)現(xiàn)晶態(tài)材料的光、電、磁及其復合性能與空間結構和電子結構之間的內(nèi)在關系規(guī)律，揭示決定晶態(tài)材料宏觀功能的結構基元及其在空間上的集成方式，為實現(xiàn)功能導向晶態(tài)材料的設計和制備提供理論基礎。此外，實際應用對光電轉(zhuǎn)換材料、非線性光學晶體材料、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問題：①晶態(tài)材料功能和物性的關鍵結構基元的確定；②材料功能、物性及其微觀結構的關系與規(guī)律；③基于功能基元晶態(tài)材料的設計和制備可控性。主要開展了晶態(tài)材料功能特點及結構基元關系，功能基元間的協(xié)同及構效規(guī)律，晶態(tài)材料的計算、模擬與功能優(yōu)化，晶態(tài)材料的設計、合成與可控制備新方法，晶態(tài)材料微結構的分析與表征新方法，晶態(tài)材料的功能及應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，指導具有光、電、磁及其復合功能晶態(tài)材料的研制，形成物理、化學與材料科學交叉的新學科生長點；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測等研究方法；③獲得一批具有國際影響，且對相關技術及產(chǎn)業(yè)具有引領作用的晶態(tài)材料，特別是在激光晶體和非線性光學晶體材料方面獲得的系列高性能材料體系，進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)，在功能導向晶態(tài)材料的結構設計和可控制備領域取得了重大進展并實現(xiàn)跨越式發(fā)展，在磁性分子材料、鐵電分子材料、功能分子金屬有機框架（MOF）材料、非線性光學晶體材料領域帶領國際研究方向，在晶態(tài)透明陶瓷激光材料、能量轉(zhuǎn)換材料、新型Fe基超導體材料和仿生晶態(tài)材料等領域取得了長足的進展；發(fā)展單原子可極化軌道新型非線性光學理論，在國際上率先發(fā)現(xiàn)一批新型深紫外非線性光學晶體材料。

　　功能導向晶態(tài)材料的結構設計和可控制備項目組指導專家組長為洪茂椿院士。洪茂椿為中科院福建物構所學術委員會副主任、所長，黑龍江大學功能無機材料化學教y部重點實驗室學術委員會副主任。2003年當選為中科院院士。