“單分子技術(shù)目前仍處于概念、原理的提出和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證階段，離實(shí)際應(yīng)用還有一段很長(zhǎng)的路要走。”中國(guó)科學(xué)院院士楊金龍?jiān)诮邮堋吨袊?guó)電子報(bào)》專(zhuān)訪時(shí)向記者表示。作為來(lái)自微觀世界的新概念，單分子科學(xué)探索的是分子世界的奧秘。

　　注重原始創(chuàng)新待成果上“書(shū)架”

　　原子和分子是如此之小，用肉眼和普通的顯微鏡看不見(jiàn)，人也摸不到。但是，原子和分子的科學(xué)構(gòu)成了整個(gè)自然科學(xué)的基礎(chǔ)。幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)，人類(lèi)不斷探索自然界的奧秘，在科學(xué)史上奠定了一座座豐碑。然而，科學(xué)的發(fā)展是沒(méi)有窮盡的，時(shí)至今日，有關(guān)原子、分子科學(xué)與技術(shù)方面的研究仍處于科學(xué)前沿，不斷涌現(xiàn)出意義深遠(yuǎn)的新思想、新成就。

　　注重原始創(chuàng)新，讓成果上“書(shū)架”，是眾多科學(xué)家的使命。在單分子科學(xué)領(lǐng)域，楊金龍帶領(lǐng)的理論團(tuán)隊(duì)與實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)緊密合作，系統(tǒng)研究了單分子的磁學(xué)和電學(xué)特性，目前取得了一系列科學(xué)成果。

　　在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者采訪時(shí)，楊金龍向記者詳細(xì)介紹了當(dāng)前的研究進(jìn)展。楊金龍表示，第一是利用單分子選鍵化學(xué)實(shí)現(xiàn)了單分子磁性自旋態(tài)控制。這一成果意義重大，為設(shè)計(jì)和制備單分子自旋電子器件提供了一種嶄新的重要方法。

　　第二是利用單分子手術(shù)實(shí)現(xiàn)了雙功能的單分子器件，將單分子手術(shù)和操縱技術(shù)提高到單分子內(nèi)多功能集成的嶄新高度。

　　第三是實(shí)現(xiàn)了單分子水平氫鍵動(dòng)力學(xué)表征，這一成果為理解、進(jìn)而控制和利用氫鍵奠定了深厚基礎(chǔ)。

　　隨著后摩爾時(shí)代的到來(lái)，半導(dǎo)體技術(shù)正在快速發(fā)展并發(fā)生變革。單分子科學(xué)技術(shù)是否有望在電子芯片中得到應(yīng)用？對(duì)此，楊金龍向《中國(guó)電子報(bào)》記者表示，現(xiàn)階段，單分子技術(shù)仍處于概念、原理的提出和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證階段，離實(shí)際應(yīng)用還有一段很長(zhǎng)的路要走�，F(xiàn)階段，實(shí)驗(yàn)面臨的技術(shù)難點(diǎn)包括單分子器件長(zhǎng)期穩(wěn)定性問(wèn)題、單分子與電極界面結(jié)構(gòu)可控性差、多數(shù)器件要求低溫和真空操作、器件性能重復(fù)性較差、器件可擴(kuò)展性差，以及與當(dāng)前CMOS技術(shù)兼容性問(wèn)題。理論面臨的問(wèn)題包括理論方法的精度、速度、適用體系大小難以滿足日益增長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)需求，理論模型過(guò)于理想，目前研究多局限在單一尺度模擬等。

　　“在未來(lái)幾年內(nèi)，單分子科學(xué)發(fā)展的主要方向?qū)⒕劢乖诠タ艘陨蠈?shí)驗(yàn)和理論技術(shù)難點(diǎn)。解決了以上問(wèn)題后，單分子技術(shù)將迎來(lái)在電子芯片中的應(yīng)用新篇章�！睏罱瘕堈f(shuō)。

　　利用科學(xué)解決難題讓成果上“貨架”

　　從國(guó)家和社會(huì)發(fā)展來(lái)講，基礎(chǔ)研究是創(chuàng)新的源泉。在取得一定研究成果后，用自己發(fā)展的方法來(lái)解決國(guó)民經(jīng)濟(jì)相關(guān)技術(shù)難題，同樣意義重大。在楊金龍看來(lái)，除了要讓成果上“書(shū)架”，還要把成果用起來(lái)，用基礎(chǔ)科學(xué)解決與國(guó)民經(jīng)濟(jì)相關(guān)的技術(shù)難題，讓成果上“貨架”。

　　氫燃料電池被認(rèn)為是助力實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)的一大關(guān)鍵角色，與新能源汽車(chē)等國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域高度相關(guān)。零排放、零污染的氫燃料電池汽車(chē)，也代表著未來(lái)新能源汽車(chē)發(fā)展的重要方向。然而，當(dāng)前氫燃料電池所使用的氫氣，通常含有0.5%~2%的一氧化碳。作為氫燃料電池汽車(chē)的“心臟”，燃料電池鉑電極容易被一氧化碳雜質(zhì)氣體“毒害”，導(dǎo)致電池性能下降和壽命縮短，嚴(yán)重阻礙氫燃料電池汽車(chē)的推廣�？上驳氖�，楊金龍帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)取得了研究成果。楊金龍表示，通過(guò)研發(fā)出的高效催化劑，可以有選擇性地高效去除氫燃料中的微量一氧化碳，為氫燃料電池在頻繁冷啟動(dòng)和連續(xù)運(yùn)行期間提供全時(shí)保護(hù)。

　　氫燃料電池技術(shù)的發(fā)展讓新能源汽車(chē)界看到了新的希望，但現(xiàn)在，新能源汽車(chē)電池的主流是以鋰電池為主體，包括磷酸電鋰電池和鎳鈷錳的三元鋰電池。在不遠(yuǎn)的將來(lái)，氫燃料電池是否有望成為新能源汽車(chē)應(yīng)用的主流電池？

　　談及氫燃料電池在新能源汽車(chē)中的應(yīng)用前景，楊金龍對(duì)《中國(guó)電子報(bào)》記者表示，氫燃料電池具有清潔、零排放等優(yōu)勢(shì)，不受季節(jié)和行駛里程的限制，不會(huì)產(chǎn)生電池回收過(guò)程中的環(huán)境難題，但當(dāng)前仍面臨幾大應(yīng)用難點(diǎn)。楊金龍指出，氫燃料電池面臨的主要難題是電堆的壽命、成本以及氫的儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)��！半S著技術(shù)的發(fā)展和上述問(wèn)題的逐一解決，上述優(yōu)勢(shì)也必將促使氫燃料電池成為新能源汽車(chē)應(yīng)用的一種主流電池，在長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)钠��?chē)中起主導(dǎo)作用�！睏罱瘕垖�(duì)記者說(shuō)。

　　加強(qiáng)基礎(chǔ)研究促進(jìn)成果轉(zhuǎn)化

　　科技創(chuàng)新，就像撬動(dòng)地球的杠桿，總能創(chuàng)造令人意想不到的奇跡。如果想持續(xù)書(shū)寫(xiě)一個(gè)個(gè)奇跡，就需要繼續(xù)加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，為科技創(chuàng)新注入源源不斷的新動(dòng)能。

　　楊金龍向《中國(guó)電子報(bào)》記者分享了一些關(guān)于如何加強(qiáng)基礎(chǔ)研究的觀點(diǎn)�！盎�礎(chǔ)研究的開(kāi)展，主要是激發(fā)研究者的好奇心�！睏罱瘕埍硎荆�現(xiàn)在許多基礎(chǔ)研究的領(lǐng)域的突破，都離不開(kāi)研究技術(shù)手段的突破。比如，在單分子科學(xué)領(lǐng)域，在實(shí)驗(yàn)上需要大力發(fā)展更多高精尖且適用不同應(yīng)用環(huán)境的光、電、磁學(xué)單分子分辨和表征技術(shù)，發(fā)展高效可控的單分子器件制備和優(yōu)化方法等；在理論上需要進(jìn)行低標(biāo)度計(jì)算方法、量化高性能并行計(jì)算軟件開(kāi)發(fā)，以及發(fā)展高精度計(jì)算算法，以實(shí)現(xiàn)對(duì)單分子體系進(jìn)行更快、更大、更準(zhǔn)的理論模擬與設(shè)計(jì)，為指導(dǎo)和推動(dòng)相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究提供理論思路和路線。

　　在氫燃料電池領(lǐng)域，楊金龍帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)在基礎(chǔ)研究成果轉(zhuǎn)化方面尚處于起步階段，目前主要在解決催化劑制備設(shè)備的規(guī)模化問(wèn)題。事實(shí)上，基礎(chǔ)研究到成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用之間往往存在“死亡谷”，讓很多研究成果難以產(chǎn)生應(yīng)有的效益。在科研成果向市場(chǎng)化產(chǎn)品轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，應(yīng)該如何跨越這道“死亡谷”？針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，楊金龍也給出了自己的觀點(diǎn)與建議。

　　楊金龍向《中國(guó)電子報(bào)》記者表示，基礎(chǔ)研究成果到產(chǎn)業(yè)化的過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的、多變的過(guò)程。不同成果的轉(zhuǎn)化有不同的路徑，科研、企業(yè)、金融、政府等人員都應(yīng)參與其中�！斑@個(gè)過(guò)程中的一般原則是，讓專(zhuān)業(yè)的人士做專(zhuān)業(yè)的事。”楊金龍說(shuō)。