★ 超高密度信息存储

       信息时代电子器件的持续微型化要求不断开发具有更高存储密度、更快响应速度的材料和器件。有机材料因其独特的光电特性和结构可控等优点，在超高密度信息存储领域受到广泛关注。我们通过设计具有优异光电特性、良好成膜性和稳定性的有机分子并制备其高质量薄膜，特别是将具有推拉电子基团的有机功能分子用于分子电子器件。

       我们通过合成了具有强电子给体和电子受体、物理化学性质稳定的有机分子，并在其规整薄膜上实现1.1 nm信息点的写入(Adv. Mater. 2003，15(22)1525-29)；通过分子间氢键和p-p相互作用自组装制备了超分子单晶薄膜，实现平均点径2.2 nm的信息点的写入，信息点间距可达1.0 nm (Adv. Mater. 200416(22)2018-21)；通过对材料结构的设计和改造，在热稳定的新型螺噁嗪薄膜上实现可擦写的多层高密度光学信息存储(Adv. Mater. 2005，17(2)156-160) 和基于二噻吩基烯光开关的高信噪比光学信息存储（Chem. Mater. 2006 18(2) 235-237）；利用刚性结构和强推拉电子基团的分子，实现真空沉积自组装单晶薄膜的制备和超高密度信息存储(Adv. Mater. 2005 17 2170-2173)。还通过对材料结构与光电性能关系的深入研究，利用同一材料实现了光电双重高密度信息存储（ChemPhysChem 2005 6 478-82）。

       基于我们三维光子晶体的慢光子效应及其对荧光的增强效应的研究，我们在光子晶体薄膜上实现了更高信噪比的高密度光学信息存储(Adv. Mater. 2010，22(11) 90-94)。

       最近，我们设计合成了一类包含三聚茚及三苯胺的新型电荷转移分子薄膜存储体系。可通过调控外光场、扫描偏压等存储参数，实现对信息点显现和隐藏的可逆操纵。相关工作被选为J. Mater. Chem.杂志"Organic Optoelectronic Materials" 特别专辑的封面论文(J. Mater. Chem., 2012, 22, 4299-4305)。还探索了提高单个存储单元的存储维度，利用光电协同作用实现了多位信息存储有关工作发表在近日的美国化学会志上(J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 20053–20059)。

       从材料的结构功能设计出发，制备了一系列有特色的有机功能薄膜作为信息存储介质，我们的研究实现了自组装有机晶体薄膜上纳米尺度信息点的写入－擦除和再写入，为可擦写的超高密度信息存储材料的设计提供了新的思路和途径。

★ 聚合物光子晶体

       光子晶体是由不同介电常数的材料在空间周期排列的纳米材料，可以对光在特定的方向上进行传播。光子晶体因其对光的特异调控性，从上世纪80/90年代起广泛因其科学家对其在光子技术领域中操控光子的研究与应用的高度兴趣。我们通过乳液聚合的方法合成制备聚合物胶体纳米颗粒，并通过可控诱导自组装，实现高质量光子晶体薄膜的自组装。(Macromol.Chem. Phys. 2006, 207, 596-604; Chem. Mater.2006, 18, 4984-4986; Adv. Funct. Mater.2007, 17, 219-225; ZL200510011219.2; ZL200510086237.7; ZL200810115540.9)我们以聚合物光子晶体为平台，广泛开展高效光功能性纳米材料与器件研究。通过引入功能性响应聚合物，利用响应过程中光子晶体带隙的变化而显示出的结构色变化，来感应环境湿度与气氛的变化(J. Mater. Chem. 2008, 18, 1116-11122;  Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 3258-3264)。

        在充分研究了三维光子晶体的慢光子效应及其对有机染料荧光的增强效应的同时(J. Mater. Chem. 2007，17(1) 1237-41)，利用光子晶体实现更高效、灵敏的DNA与蛋白质检测(Angwe. Chem. Int. Ed. 2008, 47 7258-62)，通过开发光子晶体芯片实现多底物的高效检测与识别(Angew. Chem. In. Ed. 2013, 52, 7296-7299)。我们从功能化纳米器件出发，还将光子晶体应用于高效太阳能电池聚光器、光催化等方面(J. Mater. Chem. 2008, 18, 2650-2652; Energ. Environ. Sci. 2010, 3, 1503-1506)，同时成功的以聚合物乳胶颗粒为墨水，成功的将光子晶体应用于喷墨打印技术(J. Mater. Chem., 2009, 19, 5499–5502)，实现用结构色替代染料色，为更为环保绿色的印刷打印技术提供新的思路与解决方法(Acc. Chem. Res. 2011, 44, 405-415;J. Mater. Chem. 2011, 21, 14113-14126.)

★ 纳米绿色打印印刷材料 

       印刷业在我国国民经济中占有重要地位。但是印刷产业链中版基制造（固体废弃物和电解废液排放）、制版过程（感光冲洗废液排放）以及油墨污染（VOC排放）三大严重环境污染问题使印刷业成为高污染行业之一，严重制约了产业的可持续发展。

       课题组基于多年来在纳米材料实现表面液滴行为控制与表面浸润性调控的研究（Adv. Mater. 2013, 25, 2291-2295），创新的将纳米材料高效调控表面浸润性应用与打印印刷（Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 5184-209），摒弃了现有制版感光成像的技术思路，发展了一种非感光、无污染、低成本的纳米绿色制版技术，有望彻底解决印刷制版过程中的环境污染。课题组已成功突破纳米绿色印刷用关键材料制备技术、高速高精度绿色制版设备及其配套软件关键技术；授权和申请相关发明专利50余项，其中PCT专利13项，形成了从新材料、新装备到配套软件的系统自主知识产权。该技术获得联想控股等著名企业的投资，成立了北京中科纳新印刷技术有限公司。目前已成功推出高精度商业制版设备，并获印刷行业十佳创新设备奖、全国印刷行业百佳科技创新成果奖；入选上海世博会和"十一五"国家重大科技成就展，在多家印刷企业实现示范应用。课题组还进一步发展了环保型版基制备技术，有望解决传统版基因电解氧化带来的巨大污染和能耗；与企业合作，开发了环保型塑料凹印水性油墨，已实现产业化生产。

       在北京市的大力支持下，建筑面积23000平米的绿色印刷产业化基地已在北京建成并投入使用，绿色印刷技术还可延伸应用于印刷电子、印染、建材等行业，为解决上述行业的重污染和高能耗问题提供技术方案。目前，印刷的电子门票已在2013年"全国科技活动周"得到应用，绿色地铁门票已通过应用考核。

        综上所述，针对传统印刷、电子、印染和建材等产生链的污染环节，课题组主要开展以纳米绿色制版、绿色版基、绿色油墨为代表的完整绿色印刷产业链技术，以形成我院在绿色印刷技术领域的引领地位；同时，积极拓展绿色印刷电子材料和技术等系列纳米绿色印刷制造技术，完成从关键材料到装备和软件的系统技术创新和集成，实现全国印刷制造产业基地的布局。