王建隆 Chien-Lung Wang

結構、演化與功能： 軟物質跨尺度設計的科學旅程

「分子層級的結構如何主導軟物質的巨觀性質？」是本人研究室的核心命題。為了探索這個問題，研究室的學生與我一同整合有機分子設計與合成、熱力學分析、同步輻射結構解析與元件性能量測等跨尺度方法，建立一套連結分子結構、階層式自組裝與材料功能的研究架構，致力於在分子—結構—功能之間建立可驗證且具預測性的因果關係。

研究過程中，先發展多尺度結構解析策略，突破傳統僅依賴理想晶相模型的侷限。透過整合同步輻射 GIWAXS、電子繞射與熱力學工具，建立解析非理想結構與缺陷效應的操作平臺，揭示中尺度排列與結構缺陷對電性與能量轉換效率的關鍵影響，為有機半導體與自組裝材料的結構—性質關係提供更完善的理解。

在穩固的結構解析基礎上，進一步提出「可形變合成物質(shapeshifting synthetic matter)」概念，透過具構形簡併性與多重熱力學可及態的分子設計，連結分子與超分子尺度的形變行為，並以 Ostwald 成核歷程詮釋其演化機制，為化學引導物質由秩序走向複雜建立實驗範式。此外，也建立「水誘導自組裝(WISA)」概念，重新定義水在合成物質自組裝中的角色。研究證明水不僅是溶劑，更是結構穩定與取向導引的主動因子，可透過氫鍵網絡重組驅動長程有序排列，實現兼具高通量與高選擇性的人工水通道系統。

整體而言，我們研究室建立了從分子設計到功能實現的跨尺度科學框架，將結構與功能之間的因果關係具體化，為軟物質與超分子科學提供理解複雜與創造功能的系統性方法。