作为代表中国科学技术方面的最高学术和研究中心的中国科学院，材料领域的研究在国内首屈一指，其下面的两朵金花—同样坐落于北京的中国科学院物理研究和中国科学院化学
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据理财周报调查统计，中科院物理研究所一共18个科研机构，包括3个国家重点实验室，6个院重点实验室，3个所级实验室以及6个研究中心，这些实验室和研究中心基本上都涉及材料相关方面的研究。化学研究所则有14个科研机构，包括3个国家重点实验室，8个中国科学院重点实验室，1个中国科学院先进高分子材料创新工程中心，1个所级实验室和1个分析测试中心。
物理研究所：发现量子反常
霍尔效应，有望冲刺诺贝尔奖
从中关村东路的保福寺桥南站穿过中国科学院基础科学园区，走大概五分钟的路程，就到达中国科学院物理研究所。研究所里的建筑并不多，以红白相间的色调为主，加上建筑周围装点的园林绿化，里面并没有想象中的古板和严肃。
虽然这是个研究所，它看起来却像是一个教学与科研相结合的教研基地。
在中科院物理研究所，除了科研人员和技术支撑人员外，很多实验室或课题组的人员都是来自中国科学院大学（简称“国科大”）的研究生和博士生。因为国科大采用“两段式”的培养模式，所以在校的学生都会经历在集中教学园区完成为期一年的课程教学，然后进入研究所跟随导师在科研实践中开展课题研究并完成学位的过程。而其中，有100多位中国科学院和中国工程院的院士，是从中国科学院大学的历届毕业生中出来的。
“在这里的研究生活不会枯燥啊，周围挺热闹的，东门出去是保福寺桥南站，交通便利，西门是融科大厦，里面有搜狐的媒体中心，平时都会在周边看电影。”一位在中国科学院物理研究所软物质物理重点实验室的研究人员告诉记者。
看起来研究所周围生活的环境很开放，其实要进入研究所的实验室还是有非常严格的要求。“我们进入实验室都需要用门禁卡，一般人都不能轻易进入。”上述研究人员说道。
事实上，中科院物理研究所里面的每个实验室跟普通大学里面的实验室有很大的区别。它不仅是教学中心，也是中国的科技前沿，里面的每一项研究都可能涉及国家的战略需求。
目前，物理所有超导、磁学、表面物理3个国家重点实验室，光学物理、先进材料与结构分析、纳米物理与器件、极端条件物理、软物质物理、清洁能源前沿研究6个院重点实验室，凝聚态理论与材料计算、固态量子信息与计算、微加工实验室3个所级实验室，它们与国际量子结构中心、量子模拟科学中心、北京散裂中子源靶站谱仪工程中心、清洁能源中心、超导技术应用中心、功能晶体研究与应用中心等6个研究中心共同构成物理所的研究体系。
“物理所除了理论组外其他或多或少都要涉及到一点材料，超导组、先进材料组、清洁能源组等做材料就更多了，没有材料研究就无法进行。在物理所超导材料最多，很多实验室都有涉及到。像我们先进材料实验室，虽然做的是新材料，但是还是以超导为导向的，目前临界温度很低，几乎无法应用到现实生活中。”一位中国科学院物理研究所先进材料与结构分析实验室（电子显微镜重点实验室）课题研究A06组研究人员告诉理财周报记者。
上述的超导组其实就是中科院物理研究所里面的3个国家重点实验室之一，其全称是超导国家重点实验室。该实验室的研究方向主要包括超导材料和超导物理、铜氧化合物高温超导体以及其他新型超导材料。
实验室下面设有8个课题组，课题对象包括新型超导体的薄膜制备及物理研究、介观尺度超导体中的量子现象、新超导材料探索和相关机制研究、超导薄膜材料和器件的物理及应用、超导材料和其它量子材料的光电子能谱研究、通过中子散射研究包括铁基和铜氧化合物超导体在内的强关联材料、新奇超导体功能与机制的核磁共振研究以及新材料探索与单晶制备。
据记者了解，超导国家重点实验室的研究员大都是具有在国外顶级实验室学习或者工作的经验。比如，“新型超导体的薄膜制备及物理研究”课题组组长曹立新曾先后在日本东北大学金属材料研究所、德国马普固体研究所、欧洲同步辐射中心、美国西北大学材料科学与工程系工作。“通过中子散射研究包括铁基和铜氧化合物高温超导体在内的强关联材料”课题组组长谢鹏程从2001年至今一直是美国橡树岭国家实验室的客座科学家、2008年至今担任美国田纳西大学先进材料联合研究所杰出物理讲座教授。
中科院物理研究所另一个国家重点实验室—表面物理国家重点实验室已经闻名于世。该实验室以物质表面和界面为主要研究对象，使用高精度原子尺度实验工具，开展的是跟信息科学、纳米科学和能源科学有直接联系的材料制备、物性表征、功能调控等方面的研究。
今年，表面物理实验室的团队与清华大学物理系共同研究发现了量子反常霍尔效应，这项研究发现被著名物理学家杨振宁称为“诺贝尔奖级”的科研成果，该研究团队的领衔人物是清华大学薛其坤院士。
1999年至2007年薛其坤在中国科学院物理研究所任研究员，1999年至2005年任表面物理国家重点实验室主任。从1992年读博士开始，薛其坤就开始从事薄膜生长动力学的系统研究，至今已有20多年的经验，他因此获得两项国家自然科学二等奖。“我们课题组现在用的实验室就是当时薛其坤院士做研究的时候用过的。”上述软物质物理研究重点实验室的研究人员向记者介绍。
而据知情人士透露，薛其坤教授的这一重大研究成果有望冲刺诺贝尔奖。
先进材料与结构分析实验室是中科院物理研究所的另一个重点材料实验室，但是该实验室偏向的主要是电子显微镜学理论和实验方法的研究，以及其在凝聚态物理学、材料学及生命科学中的应用。
“我们最近一直在做新型超导体材料以及较为成熟的超导体材料的结构表征的研究。”上述先进材料与结构分析实验室课题研究组研究人员向记者透露。
当记者问及中科院物理研究所材料研究所成果产业化的情况，上述研究人员坦言，“说到实际运用，这大概是中国科学院与中国工程院的最大区别了。科学院大部分研究内容离现实应用较远，完全以科研为导向，工程院以应用为导向，所以我们合作的公司也比较少，所有研究经费都是来自于国家科研基金。”
不过，据记者了解到，中科院物理研究所也有不少公司与研究所实验室共同合作项目的例子。2011年，中国科学院物理研究所与北京天科合达蓝光半导体有限公司的CTO陈小龙等共同发明了一种新型半导体薄膜材料石墨烯在碳化硅基底上外延生长的方法，使用该发明的方法可以制备出大面积、高质量的石墨烯。
此外，中科院物理研究所跟苏州星恒电源有限公司、IBM、英伟达等公司也有相关的合作。
化学研究所：三个国家重点实验室
从中国科学院物理研究所出来，穿过中关村三桥，沿着中关村北一街直走，就能到达中国科学院化学院研究所。以两个研究所为中心向北辐射是清华大学，向西辐射是北京大学，向南辐射是人民大学，向东辐射则是更多像北京航空航天大学这样技术专业方向更强的高校，包裹在林立的高校当中，两个研究所的学术与研究地位更加令人心生仰望与敬畏之情。
与中科院物理研究所一样，中科院化学研究所也是教学研究相结合的模式，很多化学专业拔尖的研究生和博士生都在这里接受着“两段式”的培养模式。
中科院化学研究所使命之一是成为“建设和完善面向国家重大战略需求的先进高分子材料基地”，现在主要学科方向为高分子科学、物理化学、有机化学、分析化学，在分子与纳米科学前沿、有机高分子材料、化学生物学、能源与绿色化学领域都有研究。
化学研究所的三个国家重点实验室包括与大连物化所合建的分子反应动力学实验室、与北京大学合建的分子动态与稳态结构实验室以及与长春应用化学所合建的高分子物理与化学实验室。
在材料研究方面，分子反应动力学研究能促进化学学科在催化基础研究、材料的合成与应用，高分子物理与化学实验室则关注分子水平到宏观材料，研究不同状态下高分子的结构与性能关系以及材料加工、开发、应用中的基本问题。
有机固体重点实验室则针对的是分子材料的基础研究、分子材料中重要的物理化学现象和过程研究、分子材料中微尺度效应的研究等。
“有机固体实验室的高分子材料主要是进行有机合成，在疾病的检测和癌症的诊断方面的能起到作用。”中国科学院化学研究所有机固体实验室一位研究人员告诉记者。癌细胞与材料表面的相互作用是生物界面化学研究的前沿热点之一，而化学所有机固体实验室近期也在癌细胞捕获与释放研究上取得了系列新进展。
此外，该有机固体实验室在有机薄膜晶体管的制备、石墨烯可控制备和性能方面的研究也在今年取得了不错的进展。
工程塑料重点实验室也是化学所研究材料的重地。这个实验室除了研究以高分子复合材料和侠义的工程塑料和高分子材料科学之外，还关注纳米复合材料、生物医用高分子材料、环境友好高分子材料和聚烯烃合金新材料的合成与制备。该实验室在这些领域的基础研究和产业化实施方面一直居于国内领先地位。
此外，分子纳米机构与纳米技术实验室，胶体、界面与化学热力学实验室，分子识别与功能实验室，活体分析化学实验室，高技术材料实验室和绿色印刷实验室都占领了国家相关材料研究的高地。
“纳米材料的研究都还是比较基础的阶段，用到实际生活中的还是相对比较少。仿生材料投入市场的成本比较高，现在投产规模比较大的是太阳能电池和锂离子电池。”上述化学所的研究人员表示。
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