國科學技術大學微尺度物質科學國家實驗室的侯建國院士、楊金龍教授和朱清時院士等科研人員日前利用低溫超高真空掃描隧道顯微鏡，巧妙地對吸附於金屬表面的鈷酞菁分子進行 “單分子手術”，成功實現了單分子自旋態的控制。 這是世界上首次實現單個分子內部的化學反應，並利用局域的化學反應來改變和控制分子的物理性質，從而實現重要的物理效應，為單分子功能器件的制備提供了壹個極為重要的新方法，揭示了單分子科學研究的新的廣闊前景。9月2日出版的美國《科學》雜誌發表了他們的論文，並在同期的“透視”欄目中專文對該成果進行了介紹和評價。 長期以來，中外科學家壹直期望可以像做手術壹樣隨意對單個分子進行精確的修飾和“改造”，以實現特定的功能。上世紀90年代美國科學家W? Ho領導的實驗室在世界上首次利用掃描隧道顯微鏡實現了單個小分子的化學反應，揭示了“單分子手術”這壹嶄新方法的巨大潛力。但數年來，利用單分子化學反應來實現特殊物理性質卻壹直是未能實現的前沿難題。 據介紹，具有高度的對稱性和穩定性的鈷酞菁分子是壹種僅1.3納米大小的***軛大環平面分子，它與人體內的血紅素、植物體內的葉綠素具有非常相似的結構和性質，在光電器件、生物技術等方面具有廣泛和重要的應用與研究價值。從2002年起，中國科大的研究人員就意識到這類帶磁性離子的分子具有巨大研究價值和應用前景。他們通過2年多的不懈努力，系統地研究了該分子吸附於金屬表面的各種物理、化學性質，在此基礎上巧妙地對其進行“單分子手術”，成功“剪裁”其分子外圍的氫原子，並使其與金屬表面形成穩定的化學鍵。研究人員發現，當鈷酞菁分子吸附到金屬表面後，其中心的二價鈷離子的局域磁矩完全消失。但通過在分子內部實現的精確 “手術”後，卻能夠使整個分子的空間結構和電子結構產生變化，由此可以改變和調控其中心鈷離子的自旋態，使其顯示出由局域磁性所引起的近藤效應。
希望采納