★ 超高密度信息存储

       信息时代电子器件的持续微型化要求不断开发具有更高存储密度、更快响应速度的材料和器件。有机材料因其独特的光电特性和结构可控等优点，在超高密度信息存储领域受到广泛关注。从材料的结构功能设计出发，制备了一系列有机功能薄膜作为信息存储介质，实现了自组装有机晶体薄膜上纳米尺度信息点的写入－擦除和再写入，为可擦写的超高密度信息存储材料的设计提供了新的思路和途径。

       合成了具有强电子给体和电子受体、物理化学性质稳定的有机分子，并在其规整薄膜上实现1.1 nm信息点的写入(Adv. Mater. 2003, 15, 1525-1529)；通过分子间氢键和π-π相互作用自组装制备了晶态薄膜，实现平均点径2.2 nm的信息点的写入，信息点间距可达1.0 nm (Adv. Mater. 2004, 16, 2018-2021)；通过对材料结构的设计和改造，在热稳定的新型螺噁嗪薄膜上实现可擦写的多层高密度光学信息存储(Adv. Mater. 2005, 17, 156-160) 和基于二噻吩基烯光开关的高信噪比光学信息存储(Chem. Mater. 2006, 18, 235-237)；利用刚性结构和强推拉电子基团的分子，实现真空沉积自组装单晶薄膜的制备和超高密度信息存储(Adv. Mater. 2005, 17, 2170-2173)。通过对材料结构与光电性能关系的深入研究，利用同一材料实现了光电双重高密度信息存储(ChemPhysChem 2005, 6, 478-482)。基于三维光子晶体对荧光的增强效应，在光子晶体薄膜上实现了更高信噪比的光学信息存储(Adv. Mater. 2010, 22, 90-94)。

       最近，利用一类包含三聚茚及三苯胺的新型电荷转移分子薄膜作为信息存储介质，实现对信息点显现和隐藏的可逆操纵。(J. Mater. Chem., 2012, 22, 4299-4305, cover paper)。进一步利用光电协同作用实现了多位高密度信息存储(J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 20053–20059)。

★ 聚合物光子晶体

       光子晶体材料因其对光子传播的调控性能而被称为"光半导体"，其研究和应用受到广泛关注。我们针对光子晶体的制备和应用开展了系统研究(Acc. Chem. Res.2011,44, 405-415; J. Mater. Chem.2011, 21, 14113-14126)。通过结构设计，制备了具有硬核－软壳结构的乳胶粒子，进而组装了具有特殊紧密堆积结构的高强度光子晶体(Macromol. Chem. Phys. 2006,6, 596-604)，实现高质量光子晶体薄膜的制备及浸润性控制(Chem. Mater. 2006, 18, 4984-4986; Adv. Funct. Mater. 2007, 17, 219-225) 。研究了三维光子晶体的慢光子效应及其对荧光的增强效应(J. Mater. Chem. 2007, 17, 1237-1241)。同时利用这种具有特殊乳胶粒子结构的光子晶体实现了在高灵敏度检测(Angew. Chem. Int. Ed.2008, 47, 7258-7262；J. Mater. Chem.2012, 22, 21405-21411)、光信息存储(Adv. Mater.2010,22, 1237-1241)等方面的应用。通过对乳胶粒子形貌的控制，实现了对界面浸润性及粘附性的调控(Adv. Funct. Mater.2011, 21, 4436-4441)，并基于界面性质的控制制备了高质量超窄带隙的光子晶体(J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 17053-17058；NPG Asia Mater.2012,4,e21)。

       进一步将光子晶体应用于高效太阳能电池聚光器、光催化等领域(J. Mater. Chem. 2008, 18, 2650-2652; Energ. Environ. Sci. 2010, 3, 1503-1506)；以聚合物乳胶粒子为墨水，将光子晶体应用于喷墨打印技术(J. Mater. Chem., 2009, 19, 5499–5502)，提出用结构色替代染料色素，为更为环保绿色的印刷技术提供新的材料与解决思路(Acc. Chem. Res. 2011, 44, 405-415; J. Mater. Chem. 2011, 21, 14113-14126)。进一步发展了打印制备光子晶体检测芯片及其应用(J. Mater. Chem. C. 2013, DOI: 10.1039/C3TC30728J; Lab Chip 2012, 12, 3089-3095; J. Mater. Chem.2012, 22, 21405-21411)。并利用基材浸润性的差异，设计制备了多带隙的光子晶体阵列芯片，实现了光子晶体芯片对多底物的高效检测与识别(Angew. Chem. In. Ed. 2013, 52, 7296-7299)。

★ 纳米绿色打印印刷材料 

       印刷业在我国国民经济中占有重要地位，但印刷产业链中版基制造（电解废液和固体废弃物排放）、制版过程（感光冲洗废液排放）以及油墨污染（有机溶剂VOC排放）的环境污染问题使印刷业成为高污染行业之一，严重制约了产业的可持续发展。

       基于多年来在纳米材料和打印印刷技术的研究基础(Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 5184-209; Adv. Mater. 2013, 25, 2291-2295)，发展了一种非感光、无污染、低成本的纳米绿色制版技术，可彻底解决印刷制版过程中的环境污染。课题组已成功突破纳米绿色印刷用关键材料制备技术、高速高精度绿色制版设备及其配套软件关键技术；授权和申请相关发明专利50余项，其中PCT专利13项，形成了从新材料、新装备到配套软件的系统自主知识产权。该技术获得联想控股等著名企业的投资，成立了北京中科纳新印刷技术有限公司。目前已成功推出高精度制版设备，并获印刷行业十佳创新设备奖、全国印刷行业百佳科技创新成果奖；入选上海世博会和"十一五"国家重大科技成就展，在多家印刷企业实现示范应用。课题组还进一步发展了环保型版基制备技术，有望解决传统版基电解氧化工艺造成的巨大污染和能耗；与企业合作，开发了环保型塑料凹印油墨，已实现产业化。

       绿色印刷技术还可延伸应用于印刷电子、印染、建材等行业，为解决上述行业的重污染和高能耗问题提供技术方案。努力形成从绿色制版、绿色版基到绿色油墨为代表的完整绿色印刷产业链技术，并发展绿色印刷电子、印刷光子材料和技术等系列纳米绿色印刷制造技术体系，完成从关键材料到装备的系统创新和技术集成，为推动我国绿色印刷制造产业的绿色化、数字化进程做出贡献。