氢键是自然界中广泛存在的、最重要的分子间相互作用形式之一。虽然氢键的强度相对化学键较弱，但是对物质的性质有至关重要的影响。例如，氢键作用使得水在常温下以液态存在、DNA形成双螺旋结构、蛋白质的二级结构等。目前氢键研究主要使用x射线衍射、红外和拉曼光谱、核磁共振、以及近边x射线吸收精细结构等方法，然而这些谱学测量缺乏空间分辨信息，难以在原子、分子尺度直接探测分子间相互作用。此外，有关氢键作用的本质也是一个理论学界长期讨论的问题，科学界之前普遍认为氢键的主要特征是静电相互作用，然而近年来有实验证据显示氢键似乎有类似共价键的特性，即形成氢键的原子间也存在微弱的电子云共享。为此，国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）在2011年推荐了氢键的新定义，氢键的理论和实验研究仍在继续。

我们利用原子力显微镜技术在实空间观测到分子间氢键和配位键的相互作用，在国际上首次实现了对分子间局域作用的直接成像，据此精确解析了分子间氢键的构型，实现了对键角和键长的直接测量。11月1日，《科学》杂志以“Report”形式发表了该项成果，并在同期的《This Week in Science》栏目以《看见氢键》为题进行了评述推介。大量的学术期刊和新闻媒体随后广泛地报道了这一开创性成果，包括英国皇家化学会的“Chemistry World”， 美国化学学会的“Chemical & Engineering News”，《自然·物理》以及《自然·中国》杂志的“Research Highlights”栏目，国际科技出版媒体Wiley的《Microscopy & Analysis》杂志的“Editorial”等，纷纷以“第一张氢键照片”，“首次看见氢键”，“首次揭示神秘氢键”等为题进行了介绍。国际纯粹与应用化学联合会的氢键推荐定义负责人E. Arunan博士特别撰文论述了此项工作，认为其将深化对氢键本质的认识，具有极其重要的科学意义和应用价值。最近，该项结果又入选《自然》杂志评选的2013年度图片，并认为是该年度国际科学界最震撼的三张图片之一。