苏州大学功能纳米与软物质研究院
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有机光电功能材料与器件
有机光电子学目前已形成一个有机化学、物理学、信息电子科学和材料科学等诸多学科相互交叉的新兴研究领域。特别是以有机电致发光器件(OLED)、有机光伏器件(OPV)和有机场效应晶体管(OTFT) 为代表的有机光电功能材料和器件在新型平板显示、固体照明、柔性显示、高密度信息传输与存储、新能源和光化学利用等领域显现了广阔的应用前景，受到科学界和产业界的普遍关注。例如，OLED技术具有全固态、主动发光、色彩丰富、可实现柔软显示等诸多优点，被认为是最有发展前景的新型平板显示技术之一，且逐步在全球形成规模化生产。OPV技术因成本低、工艺简单、易于制成大面积器件等诸多优点被认为是一种很有发展潜力的可持续发展的绿色环保能源技术，目前光电转换效率已趋近实用化要求。OTFT以其低成本、可在柔性基板上加工、可低温成膜、可大面积制备等优点，成为有机电子学的一个热点，其性能已经可与非晶硅相比。
有机光电子学在材料、功效、寿命、彩色化、大尺寸、柔性化、封装和生产工艺等方面尚有一系列理论、技术和工艺问题亟待解决，这些环节上存在的不足都相当程度地制约了有机光电功能材料与技术在产业化方向的发展。其中，OLED技术要达到大规模的应用，取决于材料、设计和制备工艺等的全面进步，还需对材料和器件结构进行创新，以提高功效、增加稳定性和降低成本。OPV与传统的无机半导体太阳能电池相比，在光电转换效率、太阳光谱响应范围、器件的稳定性等方面还有待于提高。OTFT 的工作电压和场效应迁移率有待于改善，而且有机半导体载流子传输理论方面还有大量经典的无机半导体模型未能解决的问题。另外，基于有机光电功能材料的单分子器件和单电子器件尚需进一步研究，这有赖于有机半导体材料科学和纳米电子学的交叉和融合。
因此，本实验室将以“结构设计合成-材料制备-器件构筑-技术推广应用”为研发链条，加强高效有机光电功能材料、新型器件结构、器件稳定性、以及批量生产工艺等关键技术的研究，为科研成果的产业化做好前期准备。
(1)在机理研究方面：阐明有机光电子器件中光电转换、载流子传输、能量传递和化学转换的机制和基本规律，深入了解器件界面的物理和化学特性，为研制新型的有机光电子器件提供依据。
(2)在器件和工艺领域的研究方面：OLED技术主要集中在面向照明和背光源的白光OLED;面向显示应用的大尺寸面板技术、彩色化技术、以及软屏OLED技术的开发;OPV技术主要集中在改善太阳能电池性能，降低制造成本;OTFT技术主要集中在提高场效应迁移率和开关电流比率。
纳米半导体材料与器件
当半导体材料的尺度缩小到纳米范围时，其物理、化学性质将发生显著变化，并呈现出由高表面积或量子效应引起的独特性能。目前，半导体纳米材料与器件的研究仍处于探索、开发阶段，但它们在多个领域的应用，如新型高效太阳能电池、纳米级电子器件、纳米发光器件、激光技术、波导、化学及生物传感器、化学催化剂等已呈现出诱人的前景。纳米技术的进一步发展必将使得半导体工业实现历史性突破。
根据《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020 年)》所确定的“自主创新，重点跨越，支撑发展，引领未来”的指导方针，迫切需要进一步加大纳米科技投入，积极开展纳米应用科学研究，努力解决影响我国国民经济和社会发展的重大科技瓶颈问题，促进我国持续创新能力迅速提高，实现我国科技跨越式发展，带动我国科技整体进步，为我国国民经济和社会发展提供强有力的技术支撑。
近年来，以硅量子点和硅纳米线为代表的硅纳米结构及相关技术的研究受到了广泛重视，并成为当今半导体纳米科技最活跃的研究领域之一。这一领域研究受到广泛重视的原因主要在于：
(a) 现代信息技术的基础是基于硅基器件的微电子技术，因此，硅基材料和器件技术的发展在某种程度上决定着现代微电子技术和信息技术发展的未来，具有重要的战略意义。
(b) 正如目前的单晶硅片，硅纳米结构被认为是未来构成纳/微电子器件的基本单元。随着硅基互补金属氧化物半导体(CMOS)电路的尺寸逐渐变小，降低到10 nm或更小时，将面临诸如器件加工极限、加工费用的成倍增加以及器件工作原理发生变化等一系列严峻挑战，这将成为未来硅基微电子等工业发展的瓶颈。而硅纳米技术为突破以上瓶颈提供了低成本、高效率的解决方案。
(c) 硅纳米结构的尺寸小到一定范围时，将会出现量子限域效应、尺寸效应及表面效应等许多新的效应，从而使它呈现出诸多新颖性质，其中一个典型的例子就是由量子效应引起的硅纳米结构的高效发光。最近的研究表明硅纳米结构具有高效的可见发光，且发光波长可以通过对硅纳米结构尺寸改变进行调节。最近，科学家已经利用硅纳米结构所呈现的这些新颖性质和效应，开发出了高灵敏生物和化学传感器、高效率太阳能电池及发光二极管等器件。因此，该类纳米材料展现出广阔的应用前景。
我们的目标是要建成具有国际先进水平的、在纳米科技领域具有核心竞争力的科研基地和科技创新环境。具体来说将在以下几个方面展开研究：
1.纳米半导体材料的可控合成，开发具有特定性能的纳米结构和纳米材:
硅纳米线阵列、碳纳米管阵列、硅量子点、碳量子点、有机/无机纳米杂化材料、异质结材料，以及具有非线性光学、湿敏、温敏、气敏、磁性等功能性纳米材料的可控合成。
2.化学传感器的研究
包括纳米材料的表面修饰、纳米结构的有序组装、纳米材料与生物物质的键合联接。再利用纳米材料对分析物的作用，基于光、电、磁、声、力以及它们的组合，对待测物质进行检测和跟踪，尤其是在安全、健康、卫生和反恐方面更有用武之地。
3.纳米催化剂的研究
纳米材料由于独特的晶体结构及表面特性，其催化活性和选择性大大高于传统催化剂，可望作为新型的催化材料应用于化学工业。随着纳米微粒粒径的减小，其表面积逐渐增大，吸附能力和催化性能也随之增强。这些独特的效应使纳米催化剂不仅可以控制反应速度，大大提高反应速率，甚至可以使原来不能进行的反应进行。例如块体金不具备催化能力，而纳米金具有较好的催化效果。我们的催化实验证明直径为1-2nm的硅量子点可以被用来作为可见光还原二氧化碳，以及可见光降解染料甲基红的催化剂;而直径为3-4nm的硅量子点可能被用来作为苯氧化制备苯酚的高选择性催化剂。另外，不同的纳米材料在进行催化时还有协同作用。
4.纳米光电传感、光伏器件的研究
纳米半导体光电传感器和光伏器件具有节能、高效、稳定、可靠等优点，在能源、交通和信息领域将会起到越来越大的作用。
5.功能有机纳米材料
以一系列功能性强的有机小分子为研究对象，比如高效发光的有机光电子材料，非线性光学材料，一些重要的小分子药物材料等。首先设计合成目标功能的有机化合物，然后通过各种实验手段制备并可控生长其相应的纳米材料，对纳米材料进行结构表征，并结合理论计算与模拟，分析晶体结构与纳米结构的关系。 进一步研究纳米材料相对于体材料和分子态材料在性能上(包括光学、电学、催化、传感、化学反应性等方面)的区别， 挖掘其优势，构筑其纳米器件， 探索有机纳米材料在实践中的应用。
6.纳米制造科学、微纳加工技术
纳米制造科学和微纳加工技术是支撑纳米科技走向应用的基础。它探索由宏观进入微观时，能量、运动与物质结构和性能间的作用机理与转换规律，建立纳米制造理论基础及工艺与装备原理，探索基于物理/化学/生物等原理的纳米制造新方法与新工艺，揭示纳米尺度制造过程中结构与器件的性能演变规律。
纳米生物技术实验室
纳米生物技术是纳米科学与生命科学的前沿交叉领域，有着广泛的发展前景。本纳米生物技术实验室的目标是立足于纳米生物技术的国际发展前沿，利用纳米科技领域的最新研究成果开展应用基础研究，深入探索多种纳米材料的性质，研究制备既有良好的生物相容性，又具有独特光、电性能的应用型功能纳米材料，并拓展其在生物学领域的应用前景。研究工作将着重于加强重大疾病、传染病及遗传病的早期诊断与检测，研制新型纳米生物探针和纳米药物载体，发展分子细胞生物学研究的新方法和新技术，探索纳米生物学发展的新途径。
主要研究方向：
1、新型生物荧光探针：研究与开发基于功能纳米材料(如量子点、硅纳米微球等)的新型荧光标记物，用于目标生物分子(如蛋白、核酸等) 的靶向标记与细胞成像，为分子细胞生物学的研究提供新方法
2、新型纳米生物传感器：研究与开发基于功能纳米材料(如硅纳米线、硅纳米微球等) 的生物传感器和功能纳米器件，实现对目标生物分子的高灵敏度和高特异性检测，为重大疾病、传染病及遗传病的早期诊断提供新技术;
3、新型纳米药物载体：研究与开发基于低生物毒性、低免疫原性、高生物相容性的功能纳米材料，并将其与生物分子(如短肽、蛋白等)结合，发展高效、安全、高靶向性、可控的纳米药物载体及基因治疗载体。
高性能计算集群
高性能计算集群(HPCC-High Performance Computing Cluster)是计算机科学的一个分支，以解决复杂的科学计算或数值计算问题为目的，是由多台节点机(服务器)构成的一种松散耦合的计算节点集合。为用户提供高性能计算、网络请求响应或专业的应用程序(包括并行计算、数据库、Web)等服务。
相比起传统的小型机，集群系统有极强的伸缩性，可通过在集群中增加或删减节点的方式，在不影响原有 应用与计算任务的情况下，随时增加和降低系统的处理能力。还可以通过人为分配的方式，将一个大型集群系统分割为多个小型集群分给多个用户使用，运行不同的业务与应用。
实验室购买的集群系统采用惠普公司48台BL460c刀片服务器作为并行计算的计算节点。每台刀片服务器配置2颗英特尔至强四核处理器，4GB内存和2块146GB 热插拔SAS硬盘。在高性能计算集群上，将安装多套应用软件用于材料，化学，生物的模拟，包括Discovery Studio、Materials Studio、SYBYL、Schrodinger，以及常用的分子动力学模拟软件包，如AMBER、ChARMM和NAMD。Discovery Studio、SYBYL和Schrodinger提供了包括药物靶标的确认及结构和功能的合理预测、丰富和精确的分子对接工具、基于药效团和定量构效关系的先导化合物设计和优化、药物的代谢、吸收、分布、分泌和毒理(ADMET)性质的预测等丰富的计算模拟工具，构成了完善的药物分子设计平台。而Material Studio则提供了多种方法来研究纳米材料：原子/分子水平的纳米尺度材料的模拟计算技术、介观尺度的纳米材料模拟技术以及量子力学方法，这些方法可以帮助构建材料的纳米尺度团簇、周期性结构模型和纳米尺度粗粒度模型，并对纳米尺度基元的表面修饰改性、分子组装与自组装、液滴外延生长、介孔内延生长等行为进行研究，能够对包括金属、合金、氧化物、氮化物、碳化物、离子晶体和半导体等多种纳米材料在内的对象进行系统地计算，可以得到因为纳米尺度的因素引起的纳米材料与结构的特殊的物理与化学特性，比如高韧性纳米陶瓷、纳米药物、超强纳米金属/纤维以及异质、异相的不同性质的纳米基元的组合等，从而可以帮助发现新现象、认识新规律、提出新概念、建立新理论、验证和发展新原理，丰富纳米材料领域的研究内涵。
