作為代表中國(guó)科學(xué)技術(shù)方面的最高學(xué)術(shù)和研究中心的中國(guó)科學(xué)院，材料領(lǐng)域的研究在國(guó)內(nèi)首屈一指，其下面的兩朵金花——同樣坐落于北京的中國(guó)科學(xué)院物理研究和中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所，更是材料科學(xué)界兩顆閃耀的明星。

據(jù)理財(cái)周報(bào)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，中科院物理研究所一共18個(gè)科研機(jī)構(gòu)，包括3個(gè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，6個(gè)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，3個(gè)所級(jí)實(shí)驗(yàn)室以及6個(gè)研究中心，這些實(shí)驗(yàn)室和研究中心基本上都涉及材料相關(guān)方面的研究?；瘜W(xué)研究所則有14個(gè)科研機(jī)構(gòu)，包括3個(gè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，8個(gè)中國(guó)科學(xué)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，1個(gè)中國(guó)科學(xué)院先進(jìn)高分子材料創(chuàng)新工程中心，1個(gè)所級(jí)實(shí)驗(yàn)室和1個(gè)分析測(cè)試中心。

物理研究所：發(fā)現(xiàn)量子反常霍爾效應(yīng)，有望沖刺諾貝爾獎(jiǎng)

從中關(guān)村東路的保福寺橋南站穿過(guò)中國(guó)科學(xué)院基礎(chǔ)科學(xué)園區(qū)，走大概五分鐘的路程，就到達(dá)中國(guó)科學(xué)院物理研究所。研究所里的建筑并不多，以紅白相間的色調(diào)為主，加上建筑周?chē)b點(diǎn)的園林綠化，里面并沒(méi)有想象中的古板和嚴(yán)肅。

雖然這是個(gè)研究所，它看起來(lái)卻像是一個(gè)教學(xué)與科研相結(jié)合的教研基地。

在中科院物理研究所，除了科研人員和技術(shù)支撐人員外，很多實(shí)驗(yàn)室或課題組的人員都是來(lái)自中國(guó)科學(xué)院大學(xué)（簡(jiǎn)稱(chēng)“國(guó)科大”）的研究生和博士生。因?yàn)閲?guó)科大采用“兩段式”的培養(yǎng)模式，所以在校的學(xué)生都會(huì)經(jīng)歷在集中教學(xué)園區(qū)完成為期一年的課程教學(xué)，然后進(jìn)入研究所跟隨導(dǎo)師在科研實(shí)踐中開(kāi)展課題研究并完成學(xué)位的過(guò)程。而其中，有100多位中國(guó)科學(xué)院和中國(guó)工程院的院士，是從中國(guó)科學(xué)院大學(xué)的歷屆畢業(yè)生中出來(lái)的。

“在這里的研究生活不會(huì)枯燥啊，周?chē)狒[的，東門(mén)出去是保福寺橋南站，交通便利，西門(mén)是融科大廈，里面有搜狐的媒體中心，平時(shí)都會(huì)在周邊看電影?！币晃辉谥袊?guó)科學(xué)院物理研究所軟物質(zhì)物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究人員告訴記者。

看起來(lái)研究所周?chē)畹沫h(huán)境很開(kāi)放，其實(shí)要進(jìn)入研究所的實(shí)驗(yàn)室還是有非常嚴(yán)格的要求?！拔覀冞M(jìn)入實(shí)驗(yàn)室都需要用門(mén)禁卡，一般人都不能輕易進(jìn)入?！鄙鲜鲅芯咳藛T說(shuō)道。

事實(shí)上，中科院物理研究所里面的每個(gè)實(shí)驗(yàn)室跟普通大學(xué)里面的實(shí)驗(yàn)室有很大的區(qū)別。它不僅是教學(xué)中心，也是中國(guó)的科技前沿，里面的每一項(xiàng)研究都可能涉及國(guó)家的戰(zhàn)略需求。

目前，物理所有超導(dǎo)、磁學(xué)、表面物理3個(gè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，光學(xué)物理、先進(jìn)材料與結(jié)構(gòu)分析、納米物理與器件、極端條件物理、軟物質(zhì)物理、清潔能源前沿研究6個(gè)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，凝聚態(tài)理論與材料計(jì)算、固態(tài)量子信息與計(jì)算、微加工實(shí)驗(yàn)室3個(gè)所級(jí)實(shí)驗(yàn)室，它們與國(guó)際量子結(jié)構(gòu)中心、量子模擬科學(xué)中心、北京散裂中子源靶站譜儀工程中心、清潔能源中心、超導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用中心、功能晶體研究與應(yīng)用中心等6個(gè)研究中心共同構(gòu)成物理所的研究體系。

“物理所除了理論組外其他或多或少都要涉及到一點(diǎn)材料，超導(dǎo)組、先進(jìn)材料組、清潔能源組等做材料就更多了，沒(méi)有材料研究就無(wú)法進(jìn)行。在物理所超導(dǎo)材料最多，很多實(shí)驗(yàn)室都有涉及到。像我們先進(jìn)材料實(shí)驗(yàn)室，雖然做的是新材料，但是還是以超導(dǎo)為導(dǎo)向的，目前臨界溫度很低，幾乎無(wú)法應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)生活中?！币晃恢袊?guó)科學(xué)院物理研究所先進(jìn)材料與結(jié)構(gòu)分析實(shí)驗(yàn)室（電子顯微鏡重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）課題研究A06組研究人員告訴理財(cái)周報(bào)記者。

上述的超導(dǎo)組其實(shí)就是中科院物理研究所里面的3個(gè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室之一，其全稱(chēng)是超導(dǎo)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。該實(shí)驗(yàn)室的研究方向主要包括超導(dǎo)材料和超導(dǎo)物理、銅氧化合物高溫超導(dǎo)體以及其他新型超導(dǎo)材料。

實(shí)驗(yàn)室下面設(shè)有8個(gè)課題組，課題對(duì)象包括新型超導(dǎo)體的薄膜制備及物理研究、介觀尺度超導(dǎo)體中的量子現(xiàn)象、新超導(dǎo)材料探索和相關(guān)機(jī)制研究、超導(dǎo)薄膜材料和器件的物理及應(yīng)用、超導(dǎo)材料和其它量子材料的光電子能譜研究、通過(guò)中子散射研究包括鐵基和銅氧化合物超導(dǎo)體在內(nèi)的強(qiáng)關(guān)聯(lián)材料、新奇超導(dǎo)體功能與機(jī)制的核磁共振研究以及新材料探索與單晶制備。

據(jù)記者了解，超導(dǎo)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究員大都是具有在國(guó)外頂級(jí)實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)或者工作的經(jīng)驗(yàn)。比如，“新型超導(dǎo)體的薄膜制備及物理研究”課題組組長(zhǎng)曹立新曾先后在日本東北大學(xué)金屬材料研究所、德國(guó)馬普固體研究所、歐洲同步輻射中心、美國(guó)西北大學(xué)材料科學(xué)與工程系工作。“通過(guò)中子散射研究包括鐵基和銅氧化合物高溫超導(dǎo)體在內(nèi)的強(qiáng)關(guān)聯(lián)材料”課題組組長(zhǎng)謝鵬程從2001年至今一直是美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的客座科學(xué)家、2008年至今擔(dān)任美國(guó)田納西大學(xué)先進(jìn)材料聯(lián)合研究所杰出物理講座教授。

中科院物理研究所另一個(gè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室——表面物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)聞名于世。該實(shí)驗(yàn)室以物質(zhì)表面和界面為主要研究對(duì)象，使用高精度原子尺度實(shí)驗(yàn)工具，開(kāi)展的是跟信息科學(xué)、納米科學(xué)和能源科學(xué)有直接聯(lián)系的材料制備、物性表征、功能調(diào)控等方面的研究。

今年，表面物理實(shí)驗(yàn)室的團(tuán)隊(duì)與清華大學(xué)物理系共同研究發(fā)現(xiàn)了量子反?；魻栃?yīng)，這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)被著名物理學(xué)家楊振寧稱(chēng)為“諾貝爾獎(jiǎng)級(jí)”的科研成果，該研究團(tuán)隊(duì)的領(lǐng)銜人物是清華大學(xué)薛其坤院士。

1999年至2007年薛其坤在中國(guó)科學(xué)院物理研究所任研究員，1999年至2005年任表面物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。從1992年讀博士開(kāi)始，薛其坤就開(kāi)始從事薄膜生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)的系統(tǒng)研究，至今已有20多年的經(jīng)驗(yàn)，他因此獲得兩項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)?！拔覀冋n題組現(xiàn)在用的實(shí)驗(yàn)室就是當(dāng)時(shí)薛其坤院士做研究的時(shí)候用過(guò)的?！鄙鲜鲕浳镔|(zhì)物理研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究人員向記者介紹。

而據(jù)知情人士透露，薛其坤教授的這一重大研究成果有望沖刺諾貝爾獎(jiǎng)。

先進(jìn)材料與結(jié)構(gòu)分析實(shí)驗(yàn)室是中科院物理研究所的另一個(gè)重點(diǎn)材料實(shí)驗(yàn)室，但是該實(shí)驗(yàn)室偏向的主要是電子顯微鏡學(xué)理論和實(shí)驗(yàn)方法的研究，以及其在凝聚態(tài)物理學(xué)、材料學(xué)及生命科學(xué)中的應(yīng)用。

“我們最近一直在做新型超導(dǎo)體材料以及較為成熟的超導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu)表征的研究?！鄙鲜鱿冗M(jìn)材料與結(jié)構(gòu)分析實(shí)驗(yàn)室課題研究組研究人員向記者透露。

當(dāng)記者問(wèn)及中科院物理研究所材料研究所成果產(chǎn)業(yè)化的情況，上述研究人員坦言，“說(shuō)到實(shí)際運(yùn)用，這大概是中國(guó)科學(xué)院與中國(guó)工程院的最大區(qū)別了?？茖W(xué)院大部分研究?jī)?nèi)容離現(xiàn)實(shí)應(yīng)用較遠(yuǎn)，完全以科研為導(dǎo)向，工程院以應(yīng)用為導(dǎo)向，所以我們合作的公司也比較少，所有研究經(jīng)費(fèi)都是來(lái)自于國(guó)家科研基金?！?

不過(guò)，據(jù)記者了解到，中科院物理研究所也有不少公司與研究所實(shí)驗(yàn)室共同合作項(xiàng)目的例子。2011年，中國(guó)科學(xué)院物理研究所與北京天科合達(dá)藍(lán)光半導(dǎo)體有限公司的CTO陳小龍等共同發(fā)明了一種新型半導(dǎo)體薄膜材料石墨烯在碳化硅基底上外延生長(zhǎng)的方法，使用該發(fā)明的方法可以制備出大面積、高質(zhì)量的石墨烯。

此外，中科院物理研究所跟蘇州星恒電源有限公司、IBM、英偉達(dá)等公司也有相關(guān)的合作。

化學(xué)研究所：三個(gè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

從中國(guó)科學(xué)院物理研究所出來(lái)，穿過(guò)中關(guān)村三橋，沿著中關(guān)村北一街直走，就能到達(dá)中國(guó)科學(xué)院化學(xué)院研究所。以?xún)蓚€(gè)研究所為中心向北輻射是清華大學(xué)，向西輻射是北京大學(xué)，向南輻射是人民大學(xué)，向東輻射則是更多像北京航空航天大學(xué)這樣技術(shù)專(zhuān)業(yè)方向更強(qiáng)的高校，包裹在林立的高校當(dāng)中，兩個(gè)研究所的學(xué)術(shù)與研究地位更加令人心生仰望與敬畏之情。

與中科院物理研究所一樣，中科院化學(xué)研究所也是教學(xué)研究相結(jié)合的模式，很多化學(xué)專(zhuān)業(yè)拔尖的研究生和博士生都在這里接受著“兩段式”的培養(yǎng)模式。

中科院化學(xué)研究所使命之一是成為“建設(shè)和完善面向國(guó)家重大戰(zhàn)略需求的先進(jìn)高分子材料基地”，現(xiàn)在主要學(xué)科方向?yàn)楦叻肿涌茖W(xué)、物理化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)，在分子與納米科學(xué)前沿、有機(jī)高分子材料、化學(xué)生物學(xué)、能源與綠色化學(xué)領(lǐng)域都有研究。

化學(xué)研究所的三個(gè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室包括與大連物化所合建的分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)室、與北京大學(xué)合建的分子動(dòng)態(tài)與穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室以及與長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)所合建的高分子物理與化學(xué)實(shí)驗(yàn)室。

在材料研究方面，分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究能促進(jìn)化學(xué)學(xué)科在催化基礎(chǔ)研究、材料的合成與應(yīng)用，高分子物理與化學(xué)實(shí)驗(yàn)室則關(guān)注分子水平到宏觀材料，研究不同狀態(tài)下高分子的結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系以及材料加工、開(kāi)發(fā)、應(yīng)用中的基本問(wèn)題。

有機(jī)固體重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室則針對(duì)的是分子材料的基礎(chǔ)研究、分子材料中重要的物理化學(xué)現(xiàn)象和過(guò)程研究、分子材料中微尺度效應(yīng)的研究等。

“有機(jī)固體實(shí)驗(yàn)室的高分子材料主要是進(jìn)行有機(jī)合成，在疾病的檢測(cè)和癌癥的診斷方面的能起到作用。”中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所有機(jī)固體實(shí)驗(yàn)室一位研究人員告訴記者。癌細(xì)胞與材料表面的相互作用是生物界面化學(xué)研究的前沿?zé)狳c(diǎn)之一，而化學(xué)所有機(jī)固體實(shí)驗(yàn)室近期也在癌細(xì)胞捕獲與釋放研究上取得了系列新進(jìn)展。

此外，該有機(jī)固體實(shí)驗(yàn)室在有機(jī)薄膜晶體管的制備、石墨烯可控制備和性能方面的研究也在今年取得了不錯(cuò)的進(jìn)展。

工程塑料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室也是化學(xué)所研究材料的重地。這個(gè)實(shí)驗(yàn)室除了研究以高分子復(fù)合材料和俠義的工程塑料和高分子材料科學(xué)之外，還關(guān)注納米復(fù)合材料、生物醫(yī)用高分子材料、環(huán)境友好高分子材料和聚烯烴合金新材料的合成與制備。該實(shí)驗(yàn)室在這些領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究和產(chǎn)業(yè)化實(shí)施方面一直居于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位。

此外，分子納米機(jī)構(gòu)與納米技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，膠體、界面與化學(xué)熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)室，分子識(shí)別與功能實(shí)驗(yàn)室，活體分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，高技術(shù)材料實(shí)驗(yàn)室和綠色印刷實(shí)驗(yàn)室都占領(lǐng)了國(guó)家相關(guān)材料研究的高地。

“納米材料的研究都還是比較基礎(chǔ)的階段，用到實(shí)際生活中的還是相對(duì)比較少。仿生材料投入市場(chǎng)的成本比較高，現(xiàn)在投產(chǎn)規(guī)模比較大的是太陽(yáng)能電池和鋰離子電池?！鄙鲜龌瘜W(xué)所的研究人員表示。