表界面分子科学与技术的研究处于化学、物理、材料学、生物学等多学科的交叉点。本研究方向以表界面物理化学为核心，运用独特表界面技术，开展表界面物理化学和智能响应界面研究。研究方向涵盖表面在位化学、界面组装反应、功能材料可控制备以及智能感知器件/系统。表面在位化学和表界面组装反应主要从原子和分子尺度研究分子在表面的组装、反应以及新型分子构建等基础科学问题，原子力显微镜（AFM）和扫描隧道显微镜（STM）是本方向表征所用的主要手段。结合其他物理、化学及器件方法，我们将在原子、分子分辨的水平上对功能材料在结构化表面界面的组装、结构、性质及在位反应过程做出系统表征，构筑新型智能材料体系。功能材料可控制备与智能感知器件/系统等研究，其目标在于发展新型智能材料的精准制备和性质调控方法，并以此为基础开展多功能感知和智能传感系统研究。

具体研究方向如下：

1. 表面在位化学

表面在位化学是基于分子前驱体来构建共价相连且结构精准可控的有机纳米材料的新兴合成方法。该方向已在表面科学、合成化学、表面催化等领域受到广泛关注。基于对单晶表面上在位反应的理解，我们将致力于发展新型表面在位反应，深入理解表面在反应机制、反应过程、中间态及产物结构调控上的作用，特别关注碳基功能材料的电子结构及催化活性的系统表征。通过表面高分辨成像与谱学表征技术的发展和完善，有望实现高空间（单键水平）高能量分辨下对表面在位反应的化学过程、机制的表征，可为解决大规模功能材料合成、工业催化等领域的关键技术挑战/难题提供帮助。

2. 面组装/反应

探索非共价作用下分子聚集体的组装、主客体识别、多级复杂结构的构筑等超分子化学研究。其目的不仅仅局限于基于结构表征的超分子相关基础现象的研究，也面向发展基于功能调节的超分子二维材料的制备和性能调控。为进一步构筑可面向智能传感、超快响应、催化等方面的结构性低温智能材料，开展从微观到介观尺度超分子长程有序体的结构-性能关系研究。

3. 功能材料可控制备

基于表界面自组装、表面自限催化技术、表面精准合成等独特技术开发具有独特结构与性质的功能材料。系统地研究功能材料的可控合成制备方法，性质和结构的变化以及相互之间的协同作用，建立结构变化与材料功能性质之间的联系。为功能材料精准宏量制备和功能应用奠定基础。

4. 智能传感材料与系统

致力于发展新一代智能传感技术，核心在于利用纳米材料的独特性质（如高比表面积、可调表面化学、特异响应性等）与先进制备工艺，构建从微观敏感单元到宏观集成系统的创新体系。研究重点涵盖高性能纳米敏感材料的设计与可控合成、柔性/可穿戴器件结构、自驱动传感技术、以及融合人工智能与大数据的智能感知系统。通过实现材料-器件-系统的协同设计与优化，旨在推动传感技术在工业安全、环境监测、智慧医疗、仿生电子皮肤等关键领域向高灵敏、高可靠性、低功耗和智能化方向发展。

责任编辑：向丹婷