(1) 纳米化学和纳米材料的基础研究取得国际领先水平的成果，获2000年中科院自然科学一等奖和2001年国家自然科学二等奖。在国际著名科学周刊Science上发表论文两篇，并在国际权威杂志如Nature Materials, J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater.等上发表论文几百篇。有关论文被SCI他人引用达几千次。申请专利多项。并多次应邀为有关英文专著章节和为国际期刊撰写前沿综述多篇。目前承担国家973计划及国家重点基金等项目。
(2) 非线性光学晶体生长研究处于国际先进水平，并获国家发明一等奖，在美国、日本等国申请多项专利。承担国家863项目的研究。
(3) 理论无机化学研究获中科院自然科学奖。
(4) 高温超导材料研究获中科院自然科学奖和安徽省自然科学奖。
(5) 在应用研究方面，已有多项应用成果和发明专利。
(二)分析化学
1．学科领域简介
分析化学正在发展成为一门建立在多学科基础上的综合性边缘学科，它是一门基础学科，又是一门工具性学科。20世纪，分析化学主要以各种物理化学方法的应用，为科学的发展作出了巨大的贡献。分析化学已经渗透到工业、农业、国防、科学技术等各个领域，分析化学和分析仪器的发展水平是衡量国家技术水平的标志之一。分析化学对于生命科学、材料科学、环境化学、能源和医疗卫生的发展起到极为重要的作用，是这些领域创新进步所依赖的最重要的技术，是人类对物质世界认识的眼睛。近20年来结合计算机科学和生命科学的成果，正在发生第3次变革，进入分析科学的发展新阶段[“分析化学已经发展到了分析科学阶段”(高鸿，大学化学，1999，14(4)：4-7)]。分析科学的发展，对于我国整个科学领域的发展都具有不可忽视的战略性意义。
学校一贯支持分析科学实验室的基础研究工作，分析化学专业已完成并正在开展国家自然科学基金项目近20项，国家科委项目、中国科学院重大项目、国家烟草专卖局重大项目、科学院“百人计划”项目、国家教育部“高等学校优秀青年教师教学科研奖励计划”项目以及多项横向合作研究项目，基本形成了有科大特色的分析化学基础和应用研究架构。今后，我们将进一步凝炼科研目标，拓展交叉合作，深入生命-材料-环境-信息的科学研究，在化学和其他多学科的交叉，电-光-声-计算机方法相结合，建立和发展分析科学的新理论、新技术和新方法，建设一个有特色的分析科学研究基地，为在新世纪建成高水平大学作出贡献。
2．主要研究方向
(1)生命与生物分析化学
开展单细胞电化学、单细胞传感器、细胞膜受体和离子门研究，学习、记忆过程的电分析化学研究，以及系列神经递质、氨基酸、酶、DNA等物质分子及其聚集状态的研究和表征，研制新型光-电-生物传感器；开展新型超分子配合物的设计、合成、结构性质和分析方法研究，组装与α-螺旋及DNA-双螺旋结构类似的超分子体系，模拟研究生物体系分子聚集体的形成及相互作用规律；研究环境金属元素在动植物体内的功能与价态、状态。
发展和建立单细胞的显微光(波)-电化学研究新技术，研究细胞膜受体分子的结构与分子识别，模拟研制离子门传感器件；开展复杂分子和复杂化学体系，如多肽、蛋白质、酶、DNA、多糖等大分子及其多级结构和聚集状态，研究环境有害物质与生物活性介观体系的相互作用，模拟研究人工合成分子聚集体及新型介观材料的生物功能，为揭示生命的物质本质，发展新的表征、研究和分析监测新技术和新方法等。
发展高效的样品处理技术和高效的分离分析方法，用于复杂多组份实际体系(天然药物、烟草样品、生化样品、植物样品、环境样品、石油样品等)的分离与分析，并对复杂多组份体系的组-效关系(组成成分及其含量与活性、性质、性能等之间的关系)和构-效关系(QSAR)进行研究。
(2)化学信息学与仪器
研究计算机用于化学数据分析和信号处理的新方法、在线化学信号处理方法，开拓化学计量学的新型算法，研究复杂化学信号(包括单组分的复杂化学信号、多组分复杂体系的化学信号、化学反应过程的化学信号以及弱化学信号等等)和多维多模化学信号的解析方法，并应用于实际化学信号的处理，开发智能型的分析化学仪器或在工业生产中具有实用价值的分析仪器。发展关于化学信息的采样、集成、处理、表达的计算机新逻辑新算法，研制新型分析化学自动化仪器，研究发展在特性分子识别基础上，光-电-波-声等多维多模、综合型信息化学分析研究仪器，探索化学计算机原理和应用。
开展电分析化学谱研究，实现D5小波变换虚拟仪器研制，开展超快速伏安方法的研究，研制出相应的电路和新型电极系统，在iRu降完全补偿问题上得到新的认识，实现容性电流与法拉第信号的基本分离，同时，在电化学数字模拟研究方面取得新进展。
(3)相界面光谱学
开创和拓展电位分辨电致化学发光方法的研究领域，实现电子光谱、分子光谱，包括紫外-可见吸收光谱、红外光谱、荧光光谱、化学发光光谱等研究手段与电化学扰动相结合，现场研究固/液界面上物料的性质与状态、反应通道、中间质点、热力学和动力学等。
在亚微米级空间分辨、亚微秒级时间分辨能力上，建立微界面高速光谱研究方法，研究固/液、液/固/液、液/液、液/气、生物膜等复杂界面上，物质的反应、有序结构建立、微器件组装、信息运作等过程，探索新型界面谱学研究方法。
(4)光声谱与新型光学识别技术
开创和建立相分辨光声光谱结构分析新方法，据此研究固相配合物能级性质、分子弛豫过程，研究配合物分子内的能量传递规律。应用相分辨光声光谱，对配合物位相谱的产生机理进行研究，丰富光声光谱理论。建立从紫外-红外广阔波段上的光声光谱无损分析新方法，并实现光声谱与相界面光谱研究、化学计量学信息处理的交叉结合。
拓宽相分辨光声光谱结构分析法的研究领域，研究分子聚集状态的光声转换机制，研究生物大分子及其聚集状态的分子内、分子之间、自组装体系内不同分子之间的能量吸收与传递规律，发展分子以上层次化学的光声谱学研究新技术方法。通过光声谱、拉曼谱等无损分析及分子以上层次物质综合化学分析数据的化学计量学处理，建立确定植物及农产品质量的分析科学方法。
结合分子间的作用力分析、分子设计以及其它多种匹配因素进行新的探索，发展含有活性基团的新型光学标记探针，包括复杂体系的选择性探针，微量组分的灵敏探针，以及多功能光学活性探针，进而研究对重要生物与环境物质的标记分析与直接分析。
(5)分子离子微输运
研究并提出电动作用下分子和离子输运新原理，开拓和发展出新的技术方法，为微量和超微量特殊物质的输运、富集、分离、制备和分析研究提供新的基础，并与各种在线和现场分析研究手段相结合，发展生命和环境物质的分离分析新方法。力争创新研制出一种建立在分子离子输运新原理基础上的集分离-富集-反应-检测于一体的新型仪器，为微量和超微量生命物质和环境有害物质的分析研究建立新的理论，提供新的手段。
(三)有机化学
近年来，国际上有机化学的发展出现了新高潮。当前生命科学和材料科学的进展日新月异，极大地推动了有机化学的发展。在刚刚过去的二十世纪，有机化学在新药的发现与合成，新材料的制备，超分子体系的组装，富勒烯的修饰等方面取得了重要成就。进入二十一世纪，有机化学面临新的挑战。首先与生命科学结合，大力发展化学生物学，寻找某些特定的天然产物或合成它们的类似物去调控基因的表达过程，和生物科学家一道，探索生命过程的奥秘。另一领域是来自材料科学的召唤，在高度信息化的二十一世纪，功能材料的发展将会开拓出一些新领域，纳米材料，高温超导，生物芯片，非线性光学材料以及各种新型光、电、声、热、电子等材料等。随着全球工业化和高科技的发展，人类面临环境和能源的压力，大力发展绿色化学，实现原子经济性和环境友好介质中的化学反应，开发可再生洁净能源。有机化学不仅能为我们认识世界作出贡献，同时也为我们改造乃至修复自然作出更大贡献。中国科学技术大学有机化学教研室近年来随着改革开放，材料和生命科学的发展以及相关交叉学科的产生而发生了巨大的变化，特别是90年代以来，在教学、研究生培养、科研以及学科方向的调整方面都做了很多的工作。有机化学是安徽省重点学科，现有博士点、硕士点，并已形成了物理有机化学、生物有机化学、立体有机化学、金属有机化学、材料有机化学和绿色有机合成化学等六个研究方向，取得了可喜的成绩。现有教授10名、副教授6名。其中中国科学院院士1名、国家杰出青年基金获得者2名、中国科学院“引进海外杰出人才计划” 获得者3名。
(1) 物理有机化学
以我国自由基化学奠基人之一刘有成院士为代表的物理有机化学取得了令人鼓舞的成绩，如在氮氧自由基，单电子转移反应，辅酶NADH模型还原反应机理，光诱导电子转移等方面取得了国际先进水平的成果，其中国家自然科学基金八五重大项目，“生物活性分子单电子转移反应和自由基离子研究”获教育部科技成果一等奖，目前正在瞄准国际前沿课题，“用曲线交叉法研究辅酶NADH模型还原反应机理”，取得重要成绩(Chem. Commun.)。有机化学中基本物化参数的高精度量子化学计算及其构效关系研究，过渡金属催化的有机化学反应机理研究，超分子体系中弱相互作用以及包合驱动力的计算机模拟等理论研究方面取得许多进展，有多篇论文在J. Am. Chem. Soc., J. Org. Chem.，Organometallics, J. Phys. Chem.等上发表。
(2) 生物有机化学
开展超分子化学和超分子体系的电子转移方面的研究，积累了很多宝贵经验。如采用多元回归，神经网络等方法建立的分子识别模型可成功地预报环糊精与底物的包含常数，并揭示了包合动力的本质。β-CD-吩噻嗪衍生物与β-CD-哌啶氧铵盐在水溶剂中发生电子转移反应以及反应受底物在β-CD-腔内的构象控制。这项成果应邀在美国田纳西大学和橡树岭国家实验室报告。合成了既是电子受体，又是底物受体的模型化合物6-O-对硝基苯甲酰β-CD (NBCD)，用稳态和时间分辩荧光光谱研究了NBCD与萘及其衍生物形成的超分子体系的电子转移，发现超分子体系的光诱导电子转移过程，高效率的实现光电转化，这一成果应邀在第四届中日双边光化学会议上报告，主要结果在J. Org. Chem.上发表。最近，还研究了蛋白质变性的热力学和熵-焓互补效应，提出了熵焓互补理论模型，该模型与3000多组数据一致。同时，通过构建一系列离子识别参与的光诱导电子转移反应体系，系统地研究离子识别参与光诱导电子转移反应的机理，离子识别对光诱导电子转移反应控制能力，并以此为基础设计新型离子化学传感器件。最近在PCAF Bromodomain靶分子的设计和合成取得重要进展，已在J. Am. Chem. Soc.发表了部分成果。另外，还开展了DNA光复活过程中的分子识别与光化学反应研究，并取得阶段性的研究成果，论文在J. Org. Chem.等上发表。
(3) 立体有机化学
随着药物化学的发展和绿色化学的兴起，无论是合成的原子经济性还是对特殊生理和药理活性分子异构体的需要都依赖于不对称合成的发展。近年来我们在立体有机化学研究方面取得了重要进展并编写了《手性化合物的现代研究方法》和《不对称合成》等教科书和专著，受到有关专家的好评。合成了一系列茴香类化合物和诊断试剂用或直接药用的小肽(四-八肽)，有降血压的三肽类药物，乙酰苯胺-脯-苯丙(乙酯)和苯丁-赖-脯肽类化合物及核苷类药物。特别是合成了新型降胆固醇、降血脂药辛伐他汀、氟伐他汀、阿伐他汀和塞伐他汀的共同关键中间体--(3R,5R)-6-羟基-3,5-二羟缩丙酮己酸丁酯。最近在环氧化合物的立体选择性开环、二羰基化合物的扩环和碳链延长反应研究等取得有意义的成果，其中部分成果发表在Org. Lett., J. Org. Chem.等刊物上。最近，国家杰出青年科学基金获得者龚流柱教授和中国科学院“引进海外杰出人才计划” 获得者田仕凯教授的加盟将进一步推动我校不对称有机合成和全合成的研究。
(4)金属有机化学
进行主族和过渡金属有机化学的研究。设计新配体，进行新型金属有机化合物的合成和结构研究，进而进行催化性能的探索，包括某些过渡金属有机化合物作为烯烃聚合催化剂的研究、某些主族金属有机化合物作为环酯聚合催化剂的研究、后过渡金属有机化合物催化的C-C、C-杂原子键形成反应的研究等。例如，最近设计合成的P,N-配体能稳定多种金属离子，其第4族金属的化合物表现出独特的反应性。主要结果已在Organometallics和Inorg. Chem.等上发表。
(5) 材料有机化学
近年来材料科学取得了重大进展，通过人工设计和合成化合物的结构来控制材料的性能，从而得到各种各样的功能材料，正是材料领域需要有机化学参与的原因，并且，有机无机—以至金属掺和材料，更给有机化学提供了广阔的天地。目前在超分子晶体工程等有机功能材料方面取得了有意义的研究成果。已通过配体控制的自组装来实现超分子晶体工程，目前已制备了若干具有二阶非线性光学效应和抗磁性的有机金属超分子晶体，该方面的研究很有可能得到新型有机功能性材料，从而为材料科学的发展做出新的贡献。富勒烯家族的发现和制备，为材料科学开辟了新的领域。以C60为基础，以无溶剂机械研磨技术和常规液相反应为手段已经合成了一系列含各种官能团的C60衍生物，它们在生命科学和材料科学中具有潜在应用前景。部分成果已在Org. Lett., J. Org. Chem.等刊物上发表。
(6) 绿色有机合成化学
为避免和减少对人类和环境有毒有害的有机溶剂的使用，水相有机化学反应和无溶剂有机化学反应研究成为研究热点。有机化学专业凝集力量，开展了在水中、无溶剂条件下、离子液体等环境友好介质中的各类有机化学反应的研究，同时着重原子经济性反应、催化不对称合成的研究。该方面的工作已在Org. Lett., Chem. Commun., Green Chem.等刊物上发表。
此外，有机教研室还将科研与企业相结合，注重科研成果转化为生产力。
总之，有机专业有着较为广泛的研究领域，并在各个领域内做出了很好的成绩，同时有一支结构合理、科研和教学水平较高的教师队伍，因而本专业近年来承担多项国家自然科学基金课题，还承担部委、地方政府和企业委托项目以及国际合作项目等。在今后的几年，预计本专业在各个研究领域，如辅酶NADH的还原反应机理，超分子体系及模拟生物过程，富勒烯衍生物的制备及其在生命化学中的应用，金属有机化合物的制备及其在催化中的应用，有机非线性光学材料的研制等方面将会有重大发展。
(四)应用化学
1．膜技术及其应用
近年来，我们先后承担了“211工程”、“世界银行贷款”和“一流大学建设”等项目中“化工基础”部分的工作，并率先开出了新型膜分离、反应精馏等综合实验课程。还承担研究生和本科生基础课程的教学，编写教材《膜化学与膜技术》， 目前的主要进展和成绩包括：
(1) 多层结构双极膜的传质与催化水解离
在对双极膜水解离机理进行分析的基础上，对其应用也进行了较为广泛的开展，成功地将双极膜水解离用于有机酸的制备和海洋化工中离子的分离，现已从柠檬素钠水溶液制备出了1M左右的柠檬酸，这一研究成果有望改变现行的有机酸生产工艺，备受国内有机酸专家的青睐。
(2) 均相离子膜及其相关过程
以线性聚合物为母体，通过甲基取代、苯环取代、化学交联等方法获得了一系列荷电膜材料，并进而制备了一系列荷正电膜。研究结果表明，甲基取代可提高膜的电导，适用于电渗析过程；苯环取代可降低膜的含水量，提高膜的选择性，适用于扩散渗析过程；化学交联可提高膜的耐热性和机械强度，为这种膜的实际工业应用奠定了理论基础。
2．水污染控制理论和技术
针对污染严重而经济相对落后地区的水环境特点，研发适合我国国情的、高效低耗的水污染控制关键技术。主要内容包括：
(1)高活性微生物聚集体的培养。
利用等离子体和同步辐照技术诱变和筛选具有降解特殊污染物能力的微生物；利用同步辐射加速器的结构显微分析、显微成像技术，表征聚集体的表面结构、形貌、成分、结构和反应活性等，深入探讨胞外多聚物对微生物聚集体沉降性能、吸附性能的影响机制；
(2)生物和物化处理技术的优化集成。
研究高效生物技术、高级化学氧化技术、高级分离技术和物化处理新技术的优化组合，研制高效低耗的反应器，实现生物和物化处理技术的优化耦合；开展数学模型、模糊控制和人工神经在水污染控制过程中的应用，提高废水处理的效率；进行新型化学氧化剂、催化剂、吸附剂、絮凝剂等的制备、表征和应用探索，研发适合我国国情的水污染控制新材料和新设备。
(3)废水污染物资源化理论和技术。
进行由有机废水制取清洁能源、生物塑料和生物絮凝剂技术的研究及其推广实用，开展化工类有毒废水和含重金属废水的吸附分离和资源化研究工作。
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