南开大学有机新物质创造前沿科学中心（以下简称中心）以“双一流”建设学科化学学科为核心，依托材料、电光、生命、环境等多学科交叉力量，于2020年6月2日在南开大学推进实体化建设，于2023年2月正式获教育部批准立项建设。中心实施管理委员会下的首席科学家负责制，首席科学家由周其林院士担任，执行委员会主任由朱守非教授担任，学术委员会主任由程津培院士担任。
自立项建设以来，中心坚持把握新物质创造精准化、精细化、融合化和智能化的发展趋势，锚定“四个面向”战略导向，系统化开展有机新物质创制方法、有机新材料创制、生物活性物质创制3个方向跨领域团队组建与原创性协同攻关，积极构建多尺度有机新物质创制与应用的贯通式创新链条与颠覆性创新体系。成立两年来，在新型催化剂试剂及合成技术发展、高比能电池材料、太阳能高效利用技术研发、可穿戴智能材料研制等方面取得国际突破性成果。同时，中心以科技创新为引领，着力培育合成生物学新兴交叉学科方向，积极搭建极限时空尺度物质创制平台，推动“新物质创造学科群”人才跨壁合作及拔尖人才交叉培养，为教育、科技、人才“三位一体”融合发展持续构筑新的增长点，助力教育强国和科技强国建设。
2024年，中心深耕物质科学基础研究、力推重点项目协同攻关、探索交叉方向培育建设，持续汇集各界力量勇攀学术高峰，在队伍建设、科技创新、科研育人、合作交流等方面取得系列标志性进展：建立由3位院士领衔、30位高端人才担纲的交叉协同创新团队，目前正在全力引进世界顶级科学家皮埃尔·阿戈斯蒂尼教授（美国俄亥俄州立大学教授、2023年诺贝尔物理奖得主，“阿秒光脉冲RABBITT”技术发明者）、中村荣一教授（日本东京大学教授、美国艺术与科学院外籍荣誉院士、日本瑞宝中绶章获得者，诺奖级成果“有机分子的电影化学”技术发明者）以及青年学者李茂霖博士；发表Nature 2篇，荣获天津市科学技术奖科学技术进步特等奖1项和技术发明特等奖1项，达成千万级产学研合作1项；教改项目获批天津市高等学校研究生教育改革研究计划重大项目及重点项目立项；创建特色主题会议品牌——“有机新物质前沿讲座”及“有机新物质前沿论坛”，协办国际学术会议2场，全力推进原始创新能力提升与学科交叉融合发展。年度具体进展情况如下：
一、整体建设成效
1.组建交叉协同创新队伍
中心引聚来自化学、材料、生命、电光、环境等学科的交叉创新力量，目前组建专兼结合的固定研究人员队伍，共计68人；打造专职化的行政管理人员队伍，共计5人。拥有中国科学院院士3名、杰青等高端人才30名、国家“四青”人才19名，45岁以下（截至2025年）青年学者占比达59%。
坚持以人才引领驱动科技变革，目前正在全力引进皮埃尔·阿戈斯蒂尼教授（美国俄亥俄州立大学教授、2023年诺贝尔物理奖得主，“阿秒光脉冲RABBITT”技术发明者）、中村荣一教授（日本东京大学教授、美国艺术与科学院外籍荣誉院士、日本瑞宝中绶章获得者，诺奖级成果“有机分子的电影化学”技术发明者）以及李茂霖博士（合成生物学领域青年学者）；新增引育杰青2名、“万人领军”人才2名、国家“四青”人才3名。
推动科技人才创新实力再升级，科研骨干入选中国化学会会士，荣获第十六届侯德榜化工科学技术奖“青年奖”、日本化学会“The Distinguished Lectureship Award”国际学术奖、中国化学会青年化学奖、未来女科学家计划等奖励；14人入选爱思唯尔2023年“中国高被引学者”榜单，12人入选科睿唯安2024年度“全球高被引科学家”名单。
皮埃尔·阿戈斯蒂尼南开大学名誉教授致聘仪式
中村荣一南开大学讲座教授致聘仪式
2.推进原始创新协同攻关
中心以3个研究方向为抓手，聚焦含碳化合物及其聚集体的合成转化和功能应用科学难题，深入推进基础、前沿与交叉研究，孕育物质科学研究范式的突破与革新。
面向国家战略实施有组织科研，围绕绿色发展、健康中国、粮食安全、能源安全等重大战略需求，自主设立交叉项目13项，总计资助金额260万元，设立前沿项目，总计资助经费256万元；新增承担纵向科研项目61项，总计批准经费10413万元。其中，“高端元素有机试剂研制及关键技术研发”项目获批国家重点研发计划首席科学家项目，新增承担国家重点研发计划课题负责项目5项，国家自然科学基金重大项目课题负责项目1项、重大研究计划课题负责项目4项、杰青项目2项、重点项目2项；新增承担横向科研项目27项，总计合同经费3597万元。其中，新增千万级项目1项、百万级项目8项。
推动原始创新引领能力再增强，发表SCI论文486篇。其中，在太阳能燃料技术及高工况稳定性钙钛矿太阳能电池研发领域实现重要突破，分别发表Nature 2篇。发表Nature子刊、Science子刊、JACS、Angew. Chem. Int. Ed.等国际顶尖期刊论文260篇；申请发明专利57项、授权发明专利63项；科研成果获2023年度天津市科学技术奖科技进步特等奖1项、技术发明特等奖1项、自然科学一等奖1项。
天津市科学技术奖科技进步特等奖、技术发明特等奖获奖证书
罗景山教授以“High carrier mobility along the [111] orientation in Cu2O photoelectrodes”为题于国际顶刊《Nature》发表论文
袁明鉴教授以“High-efficiency and thermally stable FACsPbl3 perovskite photovoltaics”为题于国际顶刊《Nature》发表论文
3.强化平台科研育人功能
中心依托科技创新核心任务，聚焦交叉前沿方向，着力构建以项目为牵引、以解决实际需求为驱动的科研育人体系，为物质科学发展培养具备攻坚潜力的复合型拔尖创新人才。
加快科研优势转化为育人资源，开展科教融合及学科交叉的人才培养模式探索，“‘创新驱动，交叉赋能’—面向物质创造学科群的高层次创新人才培养”项目，与“以‘究’驱动、借‘研’赋能的化学学科研究生创新能力培养的探索和实践”项目分别获天津市高等学校研究生教育改革研究计划重大项目及重点项目立项。《新能源科学与工程导论》获评第二批天津市级课程思政优秀教材，《有机化学》获首批天津市级普通高校精品教材建设项目立项。围绕新能源领域新增出版教材3本。
《新能源科学与工程教学丛书》
推动学生自主培养质量再提升，5名博士生获批承担国家自然科学基金博士生基金项目；研究生项目获中国国际大学生创新大赛（2024）高教主赛道铜奖3项（已公示），第十四届“挑战杯”秦创原中国大学生创业计划竞赛“秦创原”创新挑战赛铜奖1项（已公示），天开杯创聚津门全国大学生智能科技创新创业挑战赛二等奖1项（已公示）；研究生荣获天津市优秀学生、“南开十杰”称号、南开大学年度人物提名奖等荣誉。
4.营造特色开放创新氛围
中心坚持面向物质科学领域集聚力量、开放协同，聚焦世界科技前沿，搭建国内及国际学者学术交流与合作的多元平台，持续促进物质科学学术繁荣与影响提升。
创建多层次特色主题会议品牌，打造“有机新物质前沿讲座”，邀请全球专家学者分享科研成果、共探科技前沿；发起“有机新物质前沿论坛”，聚焦关乎物质科学发展的重点研究领域开展专题研讨，为物质科学领域塑造突破之合力、变革之未来提供碰撞智慧火花、凝聚磅礴力量的平台。
推动物质科学国际影响再扩大，《eScience》被Web of Science旗下数据库SCIE正式收录，首个影响因子达42.9，位列国产期刊第一；开展有机新物质前沿讲座8场，围绕天然产物化学、功能高分子、合成化学及功能材料领域组织有机新物质前沿论坛4场，协办国际杂原子化学会议(ICHAC-14)、国际金属有机与催化会议(OM&CAT-6)、中国化学会第二十二届全国金属有机化学学术讨论会等系列学术交流会议；参与组织“带你走近物质科学”系列科普讲座16场，累计30余万人次观看。
主办有机新物质创造前沿讲座、有机新物质创造前沿论坛
协办国际杂原子化学会议（ICHAC-14）、国际金属有机与催化会议（OM&CAT-6）
二、代表性成果
（一）有机新物质创制方法方向
1.面向有机物质新结构及新功能扩展需求，突破新颖结构元素有机分子合成瓶颈
围绕元素有机新物质的精准创造、功能发现与调控的关键科学问题，崔春明教授牵头的创新研究群体开展元素有机化学应用基础研究，在B、Si、P 有机化合物合成、结构及应用等方面取得系列具有鲜明特色的创新性研究成果，产生了重要的影响力。团队发展了系列新颖的元素有机试剂、高效合成方法以元素有机催化剂，实现了有机硅簇合物等特色活化小分子以及新颖结构元素有机化合物合成，极大促进了有机物结构类型的丰富，为解决医药、农药、新材料和新能源等领域高质量发展对于元素有机新物质的迫切需求提供了全新引擎。
元素有机新物质创制
2.面向变革性催化合成技术发展需求，提出“自旋响应催化”新概念
为解决开壳层催化剂自旋效应理解壁垒，进而利用催化剂自旋态理性调控反应途径，催生全新的高效催化剂、合成方法和反应路径，朱守非教授团队发展了系列基于第一过渡系金属的新型开壳层催化剂，并将其成功应用于多种催化氢化和氢元素化反应中，展现出明显的不可替代性。团队成功发现开壳层催化剂的独特反应性与其自旋态的密切关系，率先提出“自旋响应催化”概念，用于描述受催化剂自旋态影响的反应过程，以期将自旋调控发展成催化反应颠覆性变革的突破口，为功能分子的绿色合成提供变革性技术。
元素有机新物质创制
（二）有机新材料创制方向
1.面向新能源产业焕新需求，贯通高比能快充锂离子动力电池产研技术体系
聚焦现有动力电池“高能量密度-高安全性-快充电”难以兼顾的现实难题，陈军院士团队在新型电池工程化方面进行产研联合攻关，提出了高镍三元正极材料一致性批量制备新方法，开发了稳定富锂锰基正极材料结构的关键新技术，研发高能量密度、长寿命、高安全电池新产品。锂离子动力电池产品能量密度最高达到每公斤353 Wh，安全性满足国标要求，实现高比能和快充性能，已配套应用于国产新能源汽车上，装车超过10万辆，进一步助力交通领域绿色低碳转型。研究成果获2023年度天津市科学技术奖科学技术进步特等奖。目前，实验室最新研究的固态锂电池的能量密度已突破500Wh/kg。
高比能锂离子动力电池
2.面向太阳能高效利用需求，实现钙钛矿光伏电池技术与Cu2O光电极制氢性能突破
为推动太阳能高效利用发展，袁明鉴教授团队围绕传统钙钛矿太阳能电池吸收材料FACsPbI3稳定性难题，发明了一种全新的普适性结晶路径调控转换策略，成功制备出了兼具高效率与高工况稳定性的钙钛矿太阳能电池器件。打通了钙钛矿太阳能电池工况稳定性的关键环节，其稳态能量转换效率达到了目前正式钙钛矿太阳能电池最高水平。罗景山教授团队持续探索将太阳能直接转化为氢能的光电催化水分解技术，成功研发出单晶Cu2O薄膜液相外延生长新工艺。通过飞秒超快载流子动力学等研究手段，发现Cu2O单晶薄膜展现出显著的各向异性光电特性，其中沿[111]晶向的载流子扩散长度相对更长。以此为基础，制备了以[111]为主要晶体取向的Cu2O光阴极，实现了光电流密度突破。两项研究成果分别发表于Nature。
实现高效率高温工况稳定FACsPbl3钙钛矿太阳能电池
实现Cu2O光电极制氢性能
（三）生物活性物质创制方向
1.面向阿尔茨海默病组合治疗需求，构建多功能集成的纳米药物
面向阿尔茨海默病组合治疗的需求，为解决治疗试剂种类、比例筛选及时空一致性递送问题，郭东升教授团队和史林启教授团队合作，充分发挥两亲大环的组装和识别特性，成功构建多功能集成的纳米药物。超分子的模块化特性使得活性分子的种类和比例便捷可调，纳米药物的整体性保证了活性分子的时空一致性。以-淀粉样蛋白和氧化应激两个靶点组合为例，证明了平台的实用性和组合治疗的有效性，为阿尔茨海默病精准靶向和协同治疗开辟了新航道。
构建多功能集成的纳米药物
2.面向生命健康高灵敏检测需求，全球首次研制量子产率近乎100%的量子点纳米球
为解决生物医用量子点生物相容性和检测灵敏度问题，庞代文教授团队开展高量子产率量子点纳米球攻关，提出纳米复合结构多层级综合调控的新思路，全球首次研制出量子产率近乎100%理论极限的量子点纳米球，显著提升生物标志物的检测灵敏度。部分成果现已用于生物医用量子点纳米球批量制备，为推动生物医学研究及检测技术发展提供有力支撑。同时，团队解决了量子点高温加工世界性难题，首创拥有自主知识产权的集均光和光转换于一体的量子点光扩散板背光技术，已用于200余万台量子点电视机的生产。研究成果获2023年度天津市技术发明特等奖。
全球首次研制出量子产率近乎100%理论极限的量子点纳米球
新型半导体荧光量子点显示技术
