近年来，通过表面在位化学反应(on-surface chemistry)，也被称为表面在位共价反应(on-surfacecovalent reaction)或表面在位合成(on-surface synthesis)， 构筑共价相连的分子结构成为表面分子科学中备受关注的一个研究热点。表面在位化学最初是在金属单晶表面上，通过传统的化学反应，实现一维线型和二维网络结构大分子及高分子[1]。这类反应最初是在超高真空条件下进行的，现已扩展至低真空或大气条件，而表面的选用也从金属单晶扩展到石墨、石墨烯及氧化物表面。在金属单晶表面实现的化学合成，其基元反应多数在传统化学合成中都能够实现，典型的有 Ullmann 反应， Glaser 反应、缩合反应等等。但反应的途径和产物可能与传统的反应完全不同。譬如碳氧键的断裂，通常的反应需要在酸性条件下进行，但在金单晶(111)表面，同样的碳氧键断裂只需升温即可。更令人振奋的是，表面在位化学使一些传统合成不容易发生的反应成为可能，譬如，直链烷烃端基在金单晶(110)上的选择性脱氢与聚合，形成直链的聚烷烃，反应温度仅需 170 度[2]。作为一个处于化学、物理交叉的新兴前沿学科，表面在位化学在对化学反应的精准性控制、突破传统化学合成的限制、提供全新的反应路线与设计等方面显示出了巨大的潜能，但同时也有许多尚未清楚的科学问题，譬如，如何理解表面化学反应有别于传统反应的选择规律？不同金属单晶表面、不同表面结构导致不同选择性和产物的本质是什么？如何得到宏观尺寸的可控低维功能高分子的制备以及如何其到新型功能界面材料的过渡？从表面在位聚合反应来看，目前可以实现的低维高分子聚合反应还比较少，大多数的研究都还集中在新型反应的探索中，而另一方面，利用已经深入研究的反应，设计合理的分子前驱体，在表面上制备新型聚合材料，研究这类材料的物理、化学性质，进而实现这类材料的器件化将是有意义和挑战的工作。