第02-03版:要闻

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18年来上海再次获得国家自然科学奖一等奖

复旦赵东元团队:在微观世界里造孔

十多年来,赵东元团队创造了19种新型介孔材料。 /受访单位供图

晨报记者 李晓丹

11月3日,中国科学院院士、复旦大学化学系教授赵东元,教授李伟等完成的《有序介孔高分子和碳材料的创制和应用》项目,原创性提出了有机-有机自组装思想,创制了有序功能介孔高分子和碳材料,揭示了介孔独特的物质输运和界面反应规律,获得国家自然科学奖一等奖。这也是18年来上海再次获得国家自然科学奖一等奖。 突发奇想,苦战5年

1998年,35岁的赵东元在几家国内顶尖高校中选择了复旦,从此一待便是23年,他始终专注功能介孔材料研究,取得一系列创新研究成果。 “介孔材料是一种多孔材料,孔径在2-50纳米。而功能化介孔材料,是将介孔材料改性而使其具有不同的功能。”赵东元表示,介孔材料是20世纪发展起来的崭新的材料体系,具有规则排列、大小可调的孔道结构及高的比表面积和大的吸附容量等特点,在大分子催化、吸附与分离、纳米组装及生物化学等领域具有广泛应用前景。

2001年左右,整个介孔材料都局限于无机材料。赵东元突发奇想:做了这么多无机介孔材料,能不能创造一种有机的高分子材料,又软又轻又好用,还能在国民经济中创造出非常高的价值? 为了攻克这个难题,赵东元组建科研团队,苦战5年。2005年,赵东元在《德国应用化学》上发表文章,在有机-无机自组装的基础上首次提出有机-有机自组装的新思想,并将实验方法公之于众。

看到材料都想打成孔 虽然从事基础研究,但赵东元的研究跟实际应用结合得相当紧密。“化学是离工业最近的一门基础学科,很多研究成果都能实现转化。”赵东元相信“天生我材必有用”,既然能创造出这个结构的材料,那么肯定会能找到它的用途。

经过不断压缩成本,赵东元团队将科研成果投入到工业化生产,开展大规模制备。 比如,将介孔材料作为催化剂使用,大大提高重油转化效率,全国推广后每年可为中石化增产约150万吨的高质量油品;将介孔碳和介孔高分子吨级生产,运用于超级电容器,在北京奥运会的LED路灯和上海世博会的电动汽车上都得到了示范性应用。此外,还在生物检测、环境处理、电子材料等诸多方面得到广泛应用。

而在民用方面,介孔材料广泛应用目前尚未实现,但赵东元早有了一番畅想:介孔材料在工业上已经作为绝缘和隔热材料使用了,是不是将来也可能应用到衣物上呢?比如用纳米孔制作衣服,既轻薄,保暖性又强。实际上,他们现在就正在做一种利用介孔高分子材料做成的液体。“将来抹在身上,薄薄一层,就能完全隔热,你根本都看不出来,零下30℃都不怕!” 赵东元自称“造孔之人”,“相当于拿个凿子,在看不到的微观世界里造孔”。研究多孔材料多年,他养成了一种职业病——平时但凡看到什么材料,他都想把它打成孔。各种“异想天开”,也成为他科研工作的动力和源泉。有一次,他带儿子去乐高世界玩,看到各种大型组装构件,他便联想:在微观世界,能不能也用各种功能基元搭建形成孔洞?随后便开辟了一个新的研究方向——介孔材料合成方法学中的模块化组装。

出了名的“工作狂” 说起科研,赵东元总是神采奕奕,他是出了名的“工作狂”,对科研的认真和勤奋超乎常人。

刚回国时,赵东元几乎每周工作80小时,常连续十几个小时泡在实验室里。他的学生、复旦大学化学系教授李伟说,中午大家一起吃饭的碎片时间,赵老师也常常讨论学术的问题。 很多学生发邮件请教赵东元:到底具备什么条件,才能进您的实验室工作?赵东元回答:没有别的,我唯一的条件就是你要爱科学,要有志于成为一名科学工作者。

“科研需要你沉浸,需要你喜欢。能进复旦的学生,无论文科理科,我相信智力全都够了,剩下的就看你是否真的喜欢。喜欢,就能迸发出无穷的力量。只要沉静下来去思索,去刨根问底,总有一天会得到回报。”赵东元说。 对赵东元来说,与学生们在一起时,不仅是在传授知识,更是传承一种复旦精神。

赵东元说:“我的成果都与复旦的环境息息相关。我真的喜欢复旦,这里宽松的科研氛围和自由探索的精神培养了我。这一点,我感恩不尽。”十多年来,赵东元团队一共创造19种新型介孔材料,全部是以FDU(复旦大学)命名。这些新型介孔材料已经进行了千吨级生产,为国内外研究单位提供实验试剂,在加氢裂化、蛋白质分离、固定化酶和生物玻璃补骨材料等应用方面,取得了较好效果。 “作为科学家,我认为科学无国界,但科学家有自己的祖国和文化。尤其是基础科研人员,我希望应该在更多的研究领域用中国人的名字命名,来弘扬中国人的自信。”赵东元期待着,未来有越来越多中国人的名字,出现在学生们的教科书上。

新闻晨报

 

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