熊仁根院士：分子铁电化学学科领军学者

11月22日，2023年两院院士增选结果正式揭晓，东南大学化学化工学院教授熊仁根当选中国科学院化学部院士。

熊仁根的研究对象是由小分子有序排列构成的分子基铁电体，这是一种特殊功能性材料，具有相变点（居里点）、自发极化、自发极化能在外电场作用下重新取向或反转、有电畴或畴的反转等本征特性，因其独特的性能和优势，可以广泛应用于储存、探测以及光电等领域，有望在薄膜、柔性、环保等方面成为传统无机铁电体的有益补充。

熊仁根专注于分子铁电化合物的设计合成与功能研究，取得了系统性和创新性成果，系统地设计合成了各种类型的多功能铁电体，初步建立起有效的理论体系来设计、控制和优化分子系统中的铁电性和压电性，提出“铁电化学”的概念，旨在从化学的角度来理解铁电性，为探索高性能分子铁电体提供有效的方法学指导。

上世纪90年代，熊仁根就开始从事分子铁电领域的研究，方向从非中心对称配合物一直到分子铁电体。在2006年底，他来到东南大学，并成立“有序物质科学研究中心”。从此，东南大学在分子铁电领域的研究开始了从无到有、从有到优的跨越。

“在基础研究过程中，必须要有‘板凳需坐十年冷’的精神，因为科研上并没有‘弯道超越’，需要的是认准一个方向，不忘初心，耐得住寂寞，踏实勤奋，才能将研究与学问做好、做精。”熊仁根说。

由于相关学科本身在国内基础薄弱，研究难度大，使研究团队的组建异常困难。在东南大学的支持和团队成员的坚持下，经过多年砥砺前行，“有序物质科学研究中心”逐步开垦出了分子铁电研究这片处女地，总结了寻找分子铁电体的经验方法，为铁电材料的研究带来了新的思路和方向，得到了国际学术界的广泛的认可。

据介绍，铁电化学包括似球—非球、引入单一手性和H/F取代等普适性设计策略，熊仁根利用这一方法，精准合成了众多新型分子铁电体，特别是发现了性能比肩无机陶瓷铁电体的多个高性能分子铁电体。这些突出成果带动并推动了我国分子铁电科学研究，引领国际分子铁电科学的研究与发展方向。

压电材料在变形时会产生电荷，因此非常适合各种类型的传感器。然而，几乎所有高性能压电材料都是陶瓷材料，这很难满足可穿戴器件对于柔性传感器的迫切需求。为了补充传统压电陶瓷在应用中存在的问题，研究者们近百年来一直在努力提升分子材料的压电性能，希望能用分子材料来补足压电陶瓷的短板，但收效甚微。

铁电体属于压电体的一种，分子铁电体具有结构可调性、机械柔韧性和低声阻抗等特性，以及可环保加工、低成本和生物相容性等优势。熊仁根科研团队突破传统的合成思路，另辟蹊径，创新性的从提升铁电极轴数量入手、利用相变前后对称性的巨大变化，发现了一类具有优异压电性能的分子铁电材料。据了解，这种新型分子铁电材料不但秉承了分子材料的种种优势，同时首次在压电性能上达到了传统压电陶瓷的水平。

现阶段，新型分子铁电材料还基本应用在基础研究领域，但让研究走向应用一直是熊仁根团队努力的方向。多篇权威期刊论文的发表、多次获奖都证明了新型分子铁电材料所具有的强劲的发展前途，也为其日后能更广泛应用于社会生活开启了一扇门。

“未来我们将瞄准存储、探测、能量转换等应用出口，以双稳态特性、压电特性等功能特性为导向，同时结合小组研究成员大规模多学科交叉的背景和优势，从分子设计和可控合成入手，利用化学、物理、材料、电子等多重手段对新型分子铁电体的应用进行探索，努力拓宽其应用前景，提高应用潜力，降低应用成本与难度，将分子铁电材料真正推向实际应用。”熊仁根说。

个人简介

熊仁根，1961年生，东南大学教授，博士生导师。2002年获得国家杰出青年基金资助。2次获得国家自然科学奖二等奖（排名第一和第二）、3次获得教育部自然科学奖一等奖（2次排名第一和1次排名第二）。受邀为PNAS（USA）文章编辑，并担任《国家科学评论》（Natl. Sci. Rev.）等期刊编委。

熊仁根教授长期从事无机配位化学研究，是国际分子铁电材料的开拓者。熊仁根教授以通讯作者在《科学》杂志等主流期刊上发表论文110余篇。论文累计他引22000余次，H指数92。分子铁电体的创制等代表性成果被《科学》杂志多次专文点评、入选2018年度中国高等学校十大科技进展和《国家自然科学基金资助项目优秀成果选编（五）》。