2014年起，中国科学院启动战略性先导科技专项（B类）“功能pi(π)-体系的分子工程”（以下简称“先导专项”）。在先导专项支持的5年工作里，由中国科学院院士朱道本、万立骏担任首席科学家，来自中国科学院化学研究所、长春应用化学研究所、上海有机化学研究所以及微电子研究所等多家单位的科研人员通力合作，产生一批原创性的具有世界领先水平的创新成果。
从12月10日起，《中国科学报》盘点该项目支持下，科学家在6个不同领域取得的成果。
有机半导体：从新分子迈向传感器
半导体是人们熟悉的材料。缀以“有机”二字，便意味着令人期待的未来：超灵敏压力感测器、高精度红外光传感器、人工智能元件器将成为可能。有机半导体指的是具有半导体性质的一类有机材料。和传统半导体相比，有机半导体材料具有原料易得、廉价、重量轻、制备工艺简单、环境稳定性好以及可制作成大面积柔性器件等优点。
在中国科学院战略性先导科技专项（B类）“功能pi(π)-体系的分子工程”支持下，一支专门从事有机半导体研究的科研队伍组建起来。他们不仅创造出多种多样的有机半导体分子，还开发出多种有机场效应晶体管传感器。国际评估专家表示：“这些工作代表了当前最先进的水平，所发展的n型材料是世界上最好的。”
中科院化学所所长张德清介绍，科研团队在d—π共轭及单层共价有机框架（sCOF）方面开展了国际上有特色的研究。例如，一种新合成的二维纳米片薄膜，具有已知配位聚合物中最高的电导率，并在可见光区显示出良好的透光率，在透明电极领域显示出强大的应用潜力；一种自支撑二维COF薄膜因具有均匀的形貌、大面积、一定范围内可控厚度以及一定取向的结晶性，有望成为高性能半导体材料。
“高载流子迁移率的有机/聚合物半导体的设计和制备使得我们能够进一步研究多功能有机场效应晶体管（OFET），尤其是传感和智能设备。”张德清指出。用有机半导体实现高灵敏度传感。例如，新型的柔性浮栅OFET（SGOFET）实现了超灵敏的压力感测，有望应用于可穿戴医疗设备和压力测绘技术。一种无需滤光片的视网膜型近红外光传感器具有敏锐的颜色区分能力。
此外，研究人员制备了一种模仿生物突触的OFET，并首次集成了压力传感器和突触式OFET，在人工智能元件中显示出广阔的应用前景。
总之，在先导专项支持下，科研人员基于化学传感器、压力传感器、光电探测器甚至各种感知系统的OFET取得了较大进展。“未来，在科学界和产业界的共同努力下，有机场效应晶体管能够在医疗保健和人工智能系统中得到广泛应用。”张德清期待。