迟力峰（物理化学与表界面纳米科学）中国科学院院士｜我国表面在位化学领域的开拓者与超分子表界面自组装领军科学家#

1. 研究方向#

迟力峰院士长期致力于表界面分子与超分子化学、表面在位化学以及扫描探针显微表征的前沿物理化学研究。她的研究聚焦于两大核心科学问题：一是分子及超分子在固/液、固/气界面的自组装动力学与平衡态调控机制，旨在建立微纳尺度精确、长程有序的超 supramolecular 图案化结构；二是开辟和发展“表面在位化学”（$\text{On-surface Chemistry}$）这一全新交叉学科。她利用固体表面一维或二维超宽空间限域效应，精准调控高活性自由基在特定金属或非金属基底上的活化、迁移和偶联路径，从而实现传统液相合成无法制备的新型一维、二维低碳纳米结构及拓扑大分子的原子级精准创制。

2. 标志性成果#

• “表面在位化学”反应选择性及精准合成新机制的系统奠基：

  • 传统的液相合成化学受溶剂热力学和均相催化限制，难以制备具有大共轭结构的长程共价高分子及高纯碳基纳米材料。针对这一难题，迟力峰院士在国际上系统提出了利用“表面晶格调控”和“分子预组装”双重约束来指导分子偶联的学术思想。

  • 她在国际上首次实现了利用金属表面（如 $\text{Cu}(110)$ 晶面）的各向异性排布，通过多步级联脱氢反应，将正构烷烃（$\text{n-alkanes}$）直接催化转化为高纯度、结构完全均一的“全反式”（$\textit{all-trans}$）共轭聚烯烃纳米线，实现了前所未有的长度与选择性控制。

  • 她针对惰性 $\text{C-H}$ 键的表面选择性活化，提出了外加活性过渡金属原子（如 $\text{Fe}$ 等）协同基底晶格，实现对酚类等前驱体分子特定位点一单活化（$\text{mono-selective}$）与双活化（$\text{di-selective}$）调控的新路线，打破了传统宏观表面催化中产物复杂无序的定势。

• 自组装导向的新型碳富勒烯及 $[4]$ 径向烯等多环共轭固体表界面构筑：

  • 利用金属表面配位与分子间弱相互作用的精确平衡，其团队通过自组装前驱体设计，实现了在室温以下（低于 $120\text{ K}$）高选择性的四面体苯乙炔分子环状四聚化反应，直接在 $\text{Cu}(100)$ 表面精准合成了高度不稳定的 $[4]$ 径向烯（$[4]\text{radialenes}$）衍生物。

  • 该工作通过高分辨扫描隧道显微镜（$\text{STM}$）原位捕获了反应过程中的分子级取向与氢互变异构（$\text{hydrogen tautomerization}$）中间态，揭示了表面自组装构型对反应过渡态能垒的决定性影响，开创了“自组装结构导向表面精密化学键合”的新范式。

• 表界面超分子结构微纳图案化调控技术：

  • 在早期的界面自组装研究中，她系统深入地拓展了 $\text{Langmuir-Blodgett}$（$\text{LB}$）膜技术。针对复杂的两亲性分子体系，发展了多维、非平衡态界面物理化学理论。

  • 她利用物理模板与化学引导力，发展出在数平方厘米宏观尺度上，制备具有纳米级周期性、长程有序排列的聚合物点阵、条纹以及复杂功能器件阵列的制造工艺。这极大缩短了分子自组装到宏观分子电子器件（如超高灵敏有机电化学晶体管 $\text{OECT}$ 等）的应用技术鸿沟。

3. 学术地位与影响#

迟力峰院士是全球表界面分子科学与表面合成（表面在位化学）领域的标志性领军人物之一。她的一系列原创性研究工作彻底打通了“表界面超分子弱相互作用自组装”向“高稳定性表面共价键化学反应”跨越的桥梁。她在包括《$\text{Science}$》、《$\text{Nature}$》、《$\text{J. Am. Chem. Soc.}$》、《$\text{Angew. Chem. Int. Ed.}$》、《$\text{Phys. Rev. Lett.}$》等国际顶级学术期刊发表论文 $400$ 余篇，撰写多部国际英文专著章节。其成果获得了国际物理与化学界的高度肯定，她于 $2016$ 年和 $2017$ 年连续荣获美国化学会 $\text{ACS Nano Lectureship}$ 奖以及国际纯粹与应用化学联合会（$\text{IUPAC}$）化学化工杰出女性奖，显著提升了我国在物理化学表界面控制及微纳表征领域的国际话语权与领航地位。

1. 教育背景#

• $1978$ 年 $02$ 月－$1982$ 年 $01$ 月：吉林大学物理系固体物理专业，获理学学士学位。

• $1982$ 年 $02$ 月－$1985$ 年 $01$ 月：吉林大学化学系物理化学专业，获理学硕士学位（导师：李铁津教授）。

• $1985$ 年 $09$ 月－$1989$ 年 $12$ 月：德国马克斯·普朗克生物物理化学研究所（哥廷根马普所）/哥廷根大学物理化学专业，获理学博士学位（师从世界著名表面物理化学家 $\text{Dr. Moebius}$ 及 $\text{Prof. Dr. Troe}$）。

• $1990$ 年 $01$ 月－$1991$ 年 $03$ 月：德国美因茨大学化学系，开展博士后研究工作（合作导师：高分子化学家 $\text{Helmut Ringsdorf}$ 教授）。

• $1991$ 年 $04$ 月－$1993$ 年 $03$ 月：德国巴斯夫公司（$\text{BASF AG}$），开展博士后研究工作（合作导师：$\text{Harald Fuchs}$ 教授）。

2. 工作履历#

• $2014$ 年 $04$ 月至今：德国明斯特大学（University of Münster）物理系，兼职教授（$\text{Adjunct Professor}$）。

• $2012$ 年 $04$ 月至今：苏州大学功能纳米与软物质研究院（$\text{FUNSOM}$），特聘教授、博士生导师、表界面分子科学研究所负责人。

• $2004$ 年 $01$ 月－$2014$ 年 $03$ 月：德国明斯特大学物理系，教授。

• $2003$ 年 $01$ 月－$2011$ 年 $12$ 月：吉林大学化学学院/超分子结构与材料国家重点实验室，双聘教授。

• $2001$ 年 $01$ 月－$2003$ 年 $12$ 月：德国明斯特大学物理系，私人讲师（$\text{Privatdozent}$）。

• $1993$ 年 $04$ 月－$2000$ 年 $12$ 月：德国明斯特大学物理系，获得教授资格（$\text{Habilitation}$，等同于德国大学助理教授/独立研究员阶段）。

1. 国际荣誉与顶尖表彰#

• 发展中国家科学院（$\text{TWAS}$）院士（$2023$ 年当选）；

• 欧洲科学院（$\text{Academia Europaea}$）外籍院士（$2020$ 年当选）；

• 国际纯粹与应用化学联合会（$\text{IUPAC}$）化学化工杰出女性奖（$2017$ 年，表彰其在表界面组装、纳米结构图案化及表面反应调控领域的杰出国际成就）；

• 美国化学会 $\text{ACS Nano Lectureship}$ 奖（$2016$ 年，该奖项每年仅在国际上表彰两到三位在纳米科学领域做出先驱工作的科学家）；

• 德国北威州 $\text{Lise-Meitner Award}$（$1997$ 年）；

• 国家杰出青年科学基金获得者（$\text{B}$ 类，海外青年合作基金）（$1999$ 年）。

2. 国家级、省部级及行业重要荣誉#

• 中国化学会首批会士（$2020$ 年）；

• 江苏省“最美科技工作者”（$2023$ 年）；

• 第三届江苏省“十佳研究生导师”（$2022$ 年）；

• 苏州市顶尖人才团队领衔人（$2023$ 年，所负责的“智能响应界面与技术创新团队”成功入选）；

• 苏州市劳动模范（$2018$ 年）；

• 苏州大学—东吴证券科技创新重大贡献奖（$2023$ 年）。

1. 重要学术期刊任职#

• 《$\text{ACS Nano}$》 副主编；

• 《高等学校化学学报》/《$\text{Chemical Research in Chinese Universities}$》 副主编；

• 《$\text{Chemical Communications}$》、《$\text{Small}$》、《$\text{Accounts of Materials Research}$》、《$\text{ACS Applied Materials \& Interfaces}$》等国际学术期刊 编委或顾问编委。

2. 重要社会与学术兼职#

• 中国化学会 常务理事（第三十一届常务理事会）；

• 中国化学会女化学工作者委员会 副主任；

• 国家重点研发计划、国家自然科学基金委重大研究计划 项目首席科学家、重大仪器专项负责人；

• 国家同类科技评审专家及国际知名科学基金（如德国 $\text{DFG}$）评审专家。