本课题组属于中科院院士迟力峰教授领衔的表界面分子科学团队。该团队专注于表界面物理化学领域，主要研究方向包括表界面分子科学和表界面智能材料。在表界面分子科学方面，团队在非接触式原子力显微镜和扫描隧道显微镜方面具有丰富经验，擅长从原子和分子层面系统研究功能材料在表界面的组装、结构、性质以及反应过程。在表界面智能材料方向，研究重点为结构化功能材料表界面、响应性表界面以及智能感知器件和系统的开发。具体到本课题组，我们的研究重点包括以下几个方面：

1、水表界面特异性化学

水是自然界中最重要的液体，其与空气或两亲型分子的界面不仅能促进界面二维限域下分子的有序排列，还具有显著的催化活性，使得一些在体相中难以进行的化学反应得以实现。对于理解并模拟自然界中的复杂反应机制至关重要。本团队致力于通过跨学科的基础研究来探索水界面的特异性化学反应，这不仅有望推动新型材料的开发，而且还为生物化学、材料科学等相关学科提供了重要的交叉学科平台。此外，我们还专注于利用这一化学手段合成制备二维聚合物、二维有机共价框架（COFs）、二维金属有机框架（MOFs）及共轭聚合物等二维有机材料，并应用时间分辨太赫兹光谱和瞬态吸收光谱等超快光谱技术来研究这些材料的性质和反应机制。

2、二维聚合物

二维聚合物是一类新型有机二维材料，其重复单元由共价键有序连接，形成规则的二维平面结构，具有本征多孔、高机械强度、特殊的电子和光学性质等突出特征。当前，二维聚合物主要通过自上而下的剥离法和自下而上的表界面合成法制备。然而，这些方法都存在限制：剥离法制备的纳米片有横向尺寸小（微米级）、厚度控制差、加工性缺乏等问题；表界面合成法，通常在固态表面进行，但因单体扩散受限，以及产物与基底晶格不匹配，导致晶区较小（约几十纳米），且难以转移样品，限制了宏观表征与应用。因此，为了使二维聚合物走向实际应用场景，迫切需要合成方法的创新，以获得高结晶性、大面积且易于转移的二维聚合物薄膜。这是二维聚合物在能源、电子及光电等热点领域实现潜在应用的关键前提和重大挑战。

3、有机/无机杂化二维异质结

二维材料异质结是一种特殊的纳米结构，由两种或更多不同的二维材料通过范德华力堆叠或连接而形成。这些二维材料，如石墨烯、二硫化钼（MoS2）、黑磷等，具有厚度只有单个原子或几个原子层。当这些不同的二维材料组合在一起时，它们在界面处形成了所谓的“异质结”；而通过改变堆叠顺序、角度和使用的材料类型，可以制造出具有定制电子带隙、光学性能和机械强度的异质结构。然而，由于材料性质差异大、界面兼容性低、和制备过程复杂等问题，二维聚合物和无机二维材料之间形成高质量、低缺陷的异质结界面一直是一个挑战。二维聚合物可通过与无机二维材料表面基团（如MXene的-OH,-F）的相互作用形成稳定的非共价键连接，增强两种材料间的附着力，减少界面缺陷，提高界面的化学均匀性和机械附着力。此外，通过阳离子与离域电子的相互作用，可以有效改善界面处的载流子传输效率，减少能带不匹配和电子散射，从而增强材料的整体电子性能。

4、超快光谱

传统电学方法，如霍尔效应测量，是研究电荷传输的基本手段，但也存在一些局限性。尤其在二维材料的研究中，传统电学方法难以捕捉到飞秒到皮秒时间尺度上的快速电荷动力学；且其电极制备过程可能会破坏材料。此外，这些方法在探测低浓度载流子及其动力学方面的灵敏度和分辨率有限，限制了对二维材料电荷传输行为的深入理解。针对以上问题，本组利用超快光谱技术，如太赫兹时域光谱和瞬态吸收光谱，研究基于界面合成法制备的高质量二维聚合物材料的电荷传输行为。