自稱“造孔之人”，這位院士的研究領(lǐng)域?yàn)楹沃匾?/h1>

2023-05-27 15:06:21    來(lái)源：第一財(cái)經(jīng)

繼和團(tuán)隊(duì)的一起獲得上海18年來(lái)首個(gè)國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)后，中國(guó)科學(xué)院院士、復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系教授趙東元又獲2022年度上海科技功臣獎(jiǎng)。

5月26舉行的2022年度上海科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)上， 中國(guó)科學(xué)院院士、復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系教授趙東元被授予科技功臣。

圖片來(lái)源：上海發(fā)布

(資料圖)

“人們提到愛(ài)因斯坦想到相對(duì)論，提到法拉第就想到了電磁效應(yīng)，所以若只在3秒內(nèi)就能讓人想起他的重要科學(xué)貢獻(xiàn)，就是一個(gè)知名的科學(xué)家。”中國(guó)科學(xué)院院士、復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系教授趙東元接受第一財(cái)經(jīng)采訪時(shí)說(shuō)道。

對(duì)已從事化學(xué)研究和教學(xué)工作幾十年的趙東元來(lái)說(shuō)，“造孔之人”是他給自己的標(biāo)簽，也希望別人在提起他的時(shí)候能想起“介孔材料合成”這個(gè)稍微值得一提的東西，“提到一個(gè)科學(xué)家不應(yīng)該首先想到是發(fā)表了哪些文章”。

2021年公布的國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)，趙東元院士和他的學(xué)生李偉教授等完成的《有序介孔高分子和碳材料的創(chuàng)制和應(yīng)用》項(xiàng)目，獲得國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。這也是18年來(lái)上海再次獲得國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。該項(xiàng)目原創(chuàng)性提出了有機(jī)-有機(jī)自組裝思想，創(chuàng)制了有序功能介孔高分子和碳材料，揭示了介孔獨(dú)特的物質(zhì)輸運(yùn)和界面反應(yīng)規(guī)律。

這個(gè)獲得了多個(gè)國(guó)內(nèi)外大獎(jiǎng)的“介孔材料”項(xiàng)目究竟有何意義？

趙東元對(duì)第一財(cái)經(jīng)介紹，化學(xué)是離工業(yè)最近的一門基礎(chǔ)學(xué)科，很多研究成果都能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化。他們團(tuán)隊(duì)的研究，相當(dāng)于拿個(gè)鑿子，在看不到的微觀世界里造孔，這個(gè)起初有些異想天開(kāi)的設(shè)想如今也廣泛作用于經(jīng)濟(jì)生活。“科學(xué)，尤其是基礎(chǔ)研究，往往都是看似無(wú)用的 ‘異想天開(kāi)’。我們?cè)谑澜缟鲜讋?chuàng)了這樣的材料，燒成了碳做成了碳材料，打開(kāi)了有機(jī)-有機(jī)自組裝的大門。”

具體來(lái)看，介孔材料是一種多孔材料，孔徑在2-50納米。而功能化介孔材料，是將介孔材料改性而使其具有不同的功能。介孔材料是20世紀(jì)發(fā)展起來(lái)的嶄新的材料體系，具有規(guī)則排列、大小可調(diào)的孔道結(jié)構(gòu)及高的比表面積和大的吸附容量，在大分子催化、吸附與分離、納米組裝及生物化學(xué)等眾多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

復(fù)旦大學(xué)供圖

不過(guò)，在2001年左右，整個(gè)介孔材料都局限于無(wú)機(jī)材料。做了這么多無(wú)機(jī)介孔材料的趙東元，開(kāi)始思考能不能創(chuàng)造一種有機(jī)的高分子材料，又軟又輕又好用，還能在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中創(chuàng)造出非常高的價(jià)值？于是便建科研團(tuán)隊(duì)開(kāi)始“造孔”，2005年，在團(tuán)隊(duì)的努力下，趙東元在《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》上發(fā)表文章，在有機(jī)-無(wú)機(jī)自組裝的基礎(chǔ)上首次提出有機(jī)-有機(jī)自組裝的新思想，并將實(shí)驗(yàn)方法公之于眾。至今已經(jīng)吸引60多個(gè)多家和地區(qū)的1500余家科研機(jī)構(gòu)跟蹤研究，利用相似的方法研究介孔高分子和碳材料等，發(fā)表論文4萬(wàn)多篇。

截至目前，趙東元團(tuán)隊(duì)一共創(chuàng)造出19種以FDU（復(fù)旦大學(xué)）命名的新型介孔材料，這些新型介孔材料已經(jīng)進(jìn)行了千噸級(jí)生產(chǎn)，在加氫裂化、蛋白質(zhì)分離、固定化酶和生物玻璃補(bǔ)骨材料等應(yīng)用方面，為國(guó)內(nèi)外研究單位提供實(shí)驗(yàn)試劑。

經(jīng)過(guò)不斷壓縮成本，團(tuán)隊(duì)將科研成果投入到工業(yè)化生產(chǎn)，開(kāi)展大規(guī)模制備。例如，將介孔材料作為催化劑使用，提高重油轉(zhuǎn)化效率，全國(guó)推廣后每年可為中石化增產(chǎn)約150萬(wàn)噸的高質(zhì)量油品；將介孔碳和介孔高分子噸級(jí)生產(chǎn)，運(yùn)用于超級(jí)電容器，在北京奧運(yùn)會(huì)的LED路燈和上海世博會(huì)的電動(dòng)汽車上都得到了示范性應(yīng)用。此外，還在生物檢測(cè)、環(huán)境處理、電子材料等方面應(yīng)用。

而在民用方面，趙東元團(tuán)隊(duì)也有了新的設(shè)想：將來(lái)是否可能應(yīng)用到衣物上，比如用納米孔制作衣服，既輕薄，保暖性又強(qiáng)。目前他們就正在做一種利用介孔高分子材料做成的液體。他對(duì)記者表示，團(tuán)隊(duì)目前正在做碳硅復(fù)合材料鋰電池的負(fù)極材料，“科學(xué)家怎么樣能夠把成果轉(zhuǎn)化，這個(gè)是很重要的”。

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