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當(dāng)代材料科學(xué)的主要目標(biāo)之一在于材料快速篩選和挖掘，高通量制備實(shí)驗(yàn)方法可以平行合成產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)樣品庫(kù)，為快速發(fā)現(xiàn)材料構(gòu)建成分空間，這一理念已被應(yīng)用于多種功能性材料的制備。分子在表面的自組裝是構(gòu)建具有特殊性能的超分子納米結(jié)構(gòu)的一種常用方法，表面納米結(jié)構(gòu)與分子組成的化學(xué)計(jì)量比有很強(qiáng)的相關(guān)性，但目前表面超分子納米結(jié)構(gòu)的高通量制備還有待被探索。

(a)本工作中應(yīng)用的掩膜技術(shù)的示意圖。(b)分子2和1的化學(xué)結(jié)構(gòu)，以及雙組分連續(xù)覆蓋的金屬基底示意圖。(c)在(b)中所示的基底上不同宏觀位置的兩個(gè)分子的覆蓋率。柱狀圖中紅色和藍(lán)色分別表示2和1。(d)在(b)中所示的基底的不同位置獲得的典型的大尺度STM圖像。分子1的分子島使用藍(lán)色陰影突出顯示。比例尺: 20 nm。

在本工作中，通過(guò)將一個(gè)物理掩膜整合到標(biāo)準(zhǔn)的超高真空表面制備系統(tǒng)中，作者展示了一種用于制備金屬表面連續(xù)成分?jǐn)U散的超分子納米結(jié)構(gòu)的高通量實(shí)驗(yàn)方法。作者在單次制備實(shí)驗(yàn)中獲得單個(gè)金屬基底上所有可能的、具有不同分子比例的二元納米結(jié)構(gòu)，通過(guò)在超高真空下進(jìn)行的高分辨率掃描隧道顯微鏡（STM）的表征，得到空間上可尋址的表面超分子自組裝樣品庫(kù)。此外，作者還通過(guò)最小生成樹(shù)（MST）方法進(jìn)一步定性和定量地分析其結(jié)構(gòu)特性。

這項(xiàng)研究是MGI表面科學(xué)課題組基于材料基因理念在表面科學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行的創(chuàng)新研究，有助于加快表面低維納米結(jié)構(gòu)的快速篩選構(gòu)效關(guān)系的深入探索。

本論文工作由上海大學(xué)材料基因組工程研究院獨(dú)立完成，孫強(qiáng)教授為唯一通訊作者。MGI表面科學(xué)課題組近年來(lái)聚焦于利用數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能方法，結(jié)合高通量實(shí)驗(yàn)手段探索人工智能在表面科學(xué)中的應(yīng)用。致力于培養(yǎng)具備“重基礎(chǔ)、跨學(xué)科、國(guó)際化”理念的材料基因特色人才。課題負(fù)責(zé)人近年來(lái)獲國(guó)家級(jí)海外高層次青年人才、國(guó)家自然科學(xué)基金面上等項(xiàng)目支持。

論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c06294

參考資料：https://news.shu.edu.cn/info/1013/65107.htm