[科普中国]-郭雪峰：把单个分子做成开关，突破微观领域的无人区

12月21日，“我是科学家”将举办2019年度盛典

“每天都有新鲜事”

本期演讲嘉宾

郭雪峰

北京大学化学与分子工程学院教授

《把单个分子做成开关，突破微观领域的无人区》

郭雪峰采访视频：

2016年的《科学》杂志上，刊登了一项来自中国的原创研究：世界上第一个具有强大开关功能的分子器件。

(郭雪峰教授团队发表在《科学》杂志上的文章 | science.sciencemag.org)

这个器件对于分子电学领域具 有开创性的意义， 而它的研发者，正来自北京大学化学与分子工程学院郭雪峰教授和他的团队。

“小时候我是对物理和化学都感兴趣，尤其是酷爱化学。我来到北京，在北京师范大学攻读学士、硕士学位，又在中科院化学所攻读博士学位。”郭雪峰说道。

从那时起，郭雪峰开始设计合成各种有机小分子，研究它 们在分子水平上面如何组装成具有独特功能的不同结构， 并逐渐接触到了一个新的领域—— 单分子电子学 。

“在这个领域里面， 大家都有一个梦想，就是利用单个分子来组装光电子器件，甚至构建集成电路 。”这样的梦想，吸引郭雪峰产生了浓厚的兴趣，“后来我去了美国哥伦比亚大学从事博士后研究工作，在一个专门做单分子物性研究的纳米中心。”

(能否利用单个分子来组装光电子器件，甚至构建集成电路？| Pixabay)

顾名思义，单分子器件就是 利用单个分子构建光电子器件 。在过去的很长一段时间里，大家都认为做这样的器件简直就是天方夜谭。对郭雪峰来说也是一项挑战，“我们的研究，就是去证明这种可行性。”

他和团队成员，多年间致力于发展和完善自备单分子器件的关键性的技术。终于，功夫不负有心人，他们发展了制备稳定单分子器件的突破性方法，构建了国际首例稳定可控的单分子电子开关器件。

郭雪峰阐释了这个器件的工作原理：“我们利用一种魔幻分子—— 二芳烯分子 ， 在紫外光和可见光光照条件下，发生两种结构的可逆变化 。然后我们可以通过外界光的刺激来控制分子的两种状态，来研究这两种状态它的导电性的差异，从而构建单分子的光电子开关器件。”

(二芳烯分子在两种光照条件下会发生可逆结构变化 | 郭雪峰)

很多人会觉得，做科研是苦行僧，但郭雪峰却很享受科研的过程，“我很喜欢这个领域，所以我能够坚持，然后愿意花时间把它做到极致。”

化学和生命科学的极致是单分子。“我们在化学和生命科学的底部空间，利用我们的独门绝技，去原位精准的去监测单分子的随机行为，去获得揭示自然规律、物质转化的规律，生命现象的奥秘。 这种获得让我们很有成就感 。”

12月21号，欢迎来中国科技馆，听郭雪峰聊聊用单分子构建光电子器件的故事。

12月21日下午14：00-16：30

北京 · 中国科技馆

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