实验室主任：邢永恒

获批时间：2014年6月

批准部门：辽宁省教育厅

研究领域和方向

（1）配位超分子及配位化合物的分子设计、合成

配位化学是关于配位化合物理论、结构及其化学性质的科学, 是在无机化学基础上发展起来的一门科学。近年来，随着配位化合物家族新成员（如：配位聚合物和无机-有机杂化型化合物）的出现。配位化学不再是限于发现新配合物结构，探讨相关基础理论问题。其所面临新的挑战是寻找具有光、电、磁和孔特点及催化功能的配合物型无机有机杂化材料。

传统配位化学的研究是基于配合物在溶液中稳定性的差别，广泛将其应用于湿法冶金、海水化学、环境保护、电镀、萃取、均相催化、分离分析和试剂改性等领域。随着空间技术、激光、能源、计算机和电子技术的发展，配合物固体材料的应用也日益受到关注，很多有机金属化合物的应用也已从作为均相催化剂而转向功能材料。

目前，我们的研究主要集中在有关光、电和手性不对称催化上。这类材料兼具有机化合物和无机过渡金属的性质，通过晶体工程和分子自组装，使材料原有组分的性质如光、电发生了根本的改变，使材料的某些物理性质向更优化方向转变。基于此，功能配合物材料化学已经成为化学领域研究的热点。如绿色仿生催化溴化（氧化）配位超分子化合物，新型高比表面介孔配位聚合物、光伏配合物、光致和电致发光配合物、光催化、降解纳米和绿色石油化工材料等。鉴于功能配合物材料的快速发展，近年来，科技部和自然科学基金委不断加大对相关领域的资助力度，这一切充分说明了功能配合物材料对我国今后科技进步和国民经济发展的重要性。

（2）固体材料分子体系的理论研究与模拟

近几十年来，理论化学取得了飞速的发展，这主要是由于新概念、新方法和新理论在高速的计算机上加以运行计算，从而与大量实验结果相互验证、互相促进。理论模拟目前已成为联结复杂体系的宏观实验现象和其微观本质的重要桥梁。1998年诺贝尔化学奖授予两位理论化学家，公报中指出理论化学的发展给化学带来一场革命。2013年诺贝尔化学奖又授予三位理论化学家，表彰他们在发展多尺度模型来研究材料和生物等复杂体系的贡献。

今天，分子性质和化学反应过程的定量研究和预测，具有相当精密的预测。但是由于化学反应极为迅速，在数百万分一秒间，电子已经完成从一个原子核向另一个原子核的迁移，要想借助实验方法去描绘化学过程中的每一个小步骤几乎已经是不可能的任务。今天，化学家们早已开始使用电脑来展示各种分子模型，并建立各种多尺度方法，在计算机的帮助下揭示一些精妙化学反应过程的细节，帮助我们加深对化学过程的理解与预测。时至今日，化学领域所取得的许多重要进展都离不开分子模拟的帮助，在此基础上的分子设计，包括蛋白质、药物、材料等分子体系，都在具体运用和发展。在计算机上模拟化学实验，是绿色化学的重要发展方向之一，也是我国中长期科技发展规划的重要内容。

阐明和预测复杂体系(材料和生物分子体系、溶液、超分子体系等)的静态和动态性质，有非常重要的理论和实际意义。量子力学方法(QM)目前仍无法研究这样大的复杂体系，因而发展分子力学(MM)方法来进行研究，以模拟出体系的结构和能量性质、反应性质、以及热力学和动力学等性质。目前，也正在大力发展组合或混合的方法，即对体系中某个感兴趣的小区域进行量子力学研究，而同时对其余大范围的区域用分子力学处理，这称为QM/MM方法，成为科学研究的重要前沿领域之一。

我们的研究将主要是建立和发展新一代的原子-键电负性均衡分子浮动电荷力场方法(ABEEM/MM)，并与量子力学方法合理结合起来，同时建立和发展分子形貌理论，用于研究复杂体系，包括材料和生物分子水溶液体系的静态和动态性质。这方面的研究，我们正在承担国家自然科学基金的重点项目《构建和发展先进的新一代可极化分子力场-探索和模拟复杂分子体系结构性能的新方法》（2012.1-2016.12）。我们正在理论的指导下，利用适当的理论化学计算软件，开展功能配合物的设计合成、新的抗癌药物的设计合成等项研究，有重要应用前景。

研究成果

多年来学院积极倡导科学研究工作。获批国家自然科学基金项目20多项，累计金额达800多万元，其中国家自然科学基金重点项目2项（140万，280万），国际长期合作项目1项。获批部委重大计划项目2项，辽宁省攻关计划项目2项，辽宁省自然科学基金项目12项，教育厅项目20项，横向课题多项。发表研究论文600多篇，SCI收录300多篇，约占全校SCI论文收录的70%，其中影响因子3.0以上论文40多篇。科研成果获省部级二等奖2项，省部级三等奖3项，获批专利6项，已被受理专利11项。

尤其是在理论化学方面，我们发展了概念密度泛函理论，创立和发展了原子-键电负性均衡模型和方法(ABEEM)，发现电负性均衡可包括进化学键区域，深化了对某些重要科学概念和原理的理解和认识。我们把自己创立的原子-键电负性均衡模型和方法(ABEEM)融合进分子力学，进行分子动力学模拟，建立了新一代的浮动电荷分子力场(ABEEM/MM)。依据量子化学理论和原子-键电负性均衡模型，建立水精细模型和氢键模型。在J. Chem. Phys., J. Phys. Chem. A和J. Comput. Chem.等国内外杂志上发表论文100多篇，其中SCI收录论文56篇，SCI检索他人引用210余次。现承担一项国家自然科学基金重点项目（21133005），和一项国家自然科学基金面上项目（21173109），以及多项省部级基金。

我们的研究成果受到国内外重要出版物多次引用和高度评价，例如，2003年，Geerlings等在Chem. Rev.（103，1793-1873）（影响因子 20.9）的长篇文章"Conceptual Density Functional Theory（概念密度泛函理论）"引用我们7篇论文，用6段文字详细介绍了原子－键电负性均衡模型和方法（ABEEM）及其应用，并高度评价我们所建立的ABEEM模型和方法，把我们建立的ABEEM模型和方法列为最重要的符号之一，近年来已受到相当大的关注，为研究有机大分子，提供一个有希望的方法；国际计算化学最高水平的杂志J. Comput. Chem.在2006年发表一篇文章(2006,27:396)，题目为"Optimized and Parallelized implementation of the Electronegativity Equalization Method and the Atom-Bond Electronegativity Equalization Method"，文章主要专门介绍和评论我们的方法说，ABEEM方法优于以往的有关方法，并专门编写了程序。文章在评价我们建立的ABEEM方法和前人建立的EEM方法时说，ABEEM方法是EEM的最好的发展，ABEEM提供了电荷分布的最精确的模型，同时指出ABEEM方法已多次应用于分子模拟。可见该方向研究工作在国际上已占有一席之地。

由此可见，我们的研究工作得到国内外同行的关注，在相关的研究领域产生了一定的影响，是一支特色鲜明的研究团队。

平台建设

该实验室是以化学化工学院青年教师为主体，以分子与功能材料实验室（辽宁省高等学校重点实验室）为有力支撑，以物理化学专业省级重点学科和博士学位授权点为依托组建而成。实验室的宗旨是以化学研究为主体，发展新型材料制备与应用研究，按国际一流研究机构的管理理念，努力建成科研风气浓厚、学风严谨、管理先进的研究单位。实验室的研究方向主要为绿色仿生催化溴化配位超分子材料，多孔配合物吸附材料、光电功能材料，环境友好型分子材料设计与模拟，环境友好型光催化纳米材料等。

实验室在材料的结构表征和性质研究方面，已经建立了很好的实验技术平台。拥有BRUKER Advance 500Hz 核磁共振仪、BRUKER SMART APEX Ⅱ型 X-射线单晶衍射仪、BRUKER D8 Advance 型X-射线粉末衍射仪、TENSOR-27型傅立叶变换红外光谱仪、Pyris Diamond TG-DTA综合热分析仪、AUTOSORB-1MP全自动比表面和微孔分析仪、6890N/5975B气相色谱-质谱联用仪、6890N气相色谱仪、Lambda 35紫外-可见分光光度计、FP-6500荧光/磷光光谱仪、FLS-920荧光光谱仪、H-600透射电子显微镜、KYKY-1000B扫描电子显微镜、PLASAM-SPEC-Ⅱ型等离子体原子发射光谱仪、MZ-1000HSA超细粒度分布仪、SR-830光电压光谱仪、Vario EL-III有机化学元素分析仪、Nanotrac NPA系列纳米粒度分析仪、CIMPS-1光电化学综合分析仪、Plaspec-II电感耦合等离子体光谱仪、JS3X-100B三靶磁控溅射台、大型SGI-3700 64 CPU计算服务器和配套软件等先进大型仪器。这些测试仪器已经形成了良好的运行和管理机制，为实验室的科研工作提供了硬件保证。在学校统筹下，逐年拨专款购买仪器、设备，以满足实验室的学术发展需要。