國家自然科學(xué)獎一等獎獲得者趙東元院士:天生我“材”必有用 在微觀世界裡“異想天開”
人民網(wǎng)北京11月4日電(記者孫競、李依環(huán)、郝孟佳、溫璐)11月3日,2020年度國家科學(xué)技術(shù)獎揭曉。中國科學(xué)院院士、復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系教授趙東元領(lǐng)銜的“有序介孔高分子和碳材料的創(chuàng)制和應(yīng)用”項目,獲國家自然科學(xué)獎一等獎。今天上午,從北京人民大會堂領(lǐng)獎回來的趙東元院士出現(xiàn)在了復(fù)旦大學(xué)的課堂上。
記者了解到,國家自然科學(xué)一等獎是中國自然科學(xué)領(lǐng)域的最高獎項。由於該獎項的評選嚴格性,在歷史上多次空缺。趙東元院士獲獎的背后,蘊含了他對科研的熱愛與超人的勤勉。
3萬元科研經(jīng)費起家,23年專注介孔材料研究
1998年,35歲的趙東元結(jié)束了在美國的博士后工作,來到上海。在復(fù)旦大學(xué),趙東元一待便是23年,始終專注功能介孔材料研究。
趙東元在復(fù)旦大學(xué)邯鄲校區(qū)化學(xué)西樓工作。復(fù)旦大學(xué)供圖
當年,國內(nèi)整體科研條件和國外差距較大。復(fù)旦大學(xué)為這位引進人才提供了3萬元科研經(jīng)費。趙東元買了一臺電腦,坐進簡陋的催化樓辦公室,帶著5個本科生,寫起研究計劃,開始了對功能介孔材料創(chuàng)制和合成的研究。
2001年左右,整個介孔材料都局限於無機材料。趙東元突發(fā)奇想:做了這麼多無機介孔材料,能不能創(chuàng)造一種有機的高分子材料,又軟又輕又好用,還能在國民經(jīng)濟中創(chuàng)造出非常高的價值?
為了攻克這個難題,趙東元組建科研團隊,苦戰(zhàn)5年?;仡櫿麄€過程,趙東元感慨,實驗之所以做成,一是因為“異想天開”,二是足夠幸運?!罢麄€合成過程非常復(fù)雜,就像是在一個黑箱子裡亂撞?!?/p>
2005年,趙東元在有機-無機自組裝的基礎(chǔ)上首次提出有機-有機自組裝的新思想,並將實驗方法公之於眾。至今已經(jīng)吸引60多個國家和地區(qū)的1500余家科研機構(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4萬多篇。
“異想天開”成為科研工作的動力和源泉
雖從事基礎(chǔ)研究,但趙東元的研究跟實際應(yīng)用結(jié)合得相當緊密。
“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現(xiàn)轉(zhuǎn)化?!壁w東元相信“天生我材必有用”,既然能創(chuàng)造出這個結(jié)構(gòu)的材料,那麼肯定會能找到它的用途,哪怕目前來看還較昂貴。
趙東元指導(dǎo)學(xué)生實驗。復(fù)旦大學(xué)供圖
經(jīng)過不斷壓縮成本,趙東元團隊將科研成果投入到工業(yè)化生產(chǎn),開展大規(guī)模制備。比如將介孔碳和介孔高分子噸級生產(chǎn),運用於超級電容器,在北京奧運會的LED路燈和上海世博會的電動汽車上都得到了示范性應(yīng)用。
而在民用方面,目前尚未實現(xiàn),但趙東元早有了一番暢想:介孔材料在工業(yè)上已經(jīng)作為絕緣和隔熱材料使用了,是不是將來也可能應(yīng)用到衣物上呢?
“將來抹在身上,薄薄一層,就能完全隔熱,你根本都看不出來,零下三十度都不怕!”趙東元興奮地說。
趙東元自稱“造孔之人”,“相當於拿個鑿子,在看不到的微觀世界裡造孔”。研究多孔材料多年,他養(yǎng)成了一種職業(yè)病——平時但凡看到什麼材料,他都想把它打成孔。各種“異想天開”,也成為他科研工作的動力和源泉。
有一次,他帶兒子去樂高世界玩,看到各種大型組裝構(gòu)件,他便聯(lián)想:在微觀世界,能不能也用各種功能基元搭建形成孔洞?隨后便開辟了一個新的研究方向——介孔材料合成方法學(xué)中的模塊化組裝。
堅持為本科生上課17年,為中學(xué)生解答“十萬個為什麼”
1963年,趙東元生於沈陽的一個普通工人家庭。沒有接受過什麼特別的訓(xùn)練,但他從小就喜歡刨根問底,夢想長大成為一名科學(xué)家。
“我真的願意做科研,因為科研面對的全是新鮮事物,可以創(chuàng)造出世界上原本沒有的東西?!闭f起科研,趙東元總是神採奕奕。
趙東元是出了名的“工作狂”,對科研的認真和勤奮超乎常人。剛回國時,他幾乎每周工作80小時,常連續(xù)十幾個小時泡在實驗室。他的學(xué)生、復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系教授李偉說,中午大家一起吃飯的碎片時間,趙老師也常常討論學(xué)術(shù)的問題。
除了帶研究生之外,趙東元還堅持為本科生上《普通化學(xué)》17年。一周兩次課,他幾乎從未缺席,即使前一天還在外地開會,也一定連夜飛回來。
趙東元為本科生授課。復(fù)旦大學(xué)供圖
“我喜歡跟學(xué)生們打成一片,也希望通過這種方式不斷加強自己的基礎(chǔ)知識?!壁w東元說。
很多學(xué)生發(fā)郵件請教他:到底具備什麼條件,才能進您的實驗室工作?趙東元回:沒有別的,我唯一的條件就是你要愛科學(xué),要有志於成為一名科學(xué)工作者。
工作再忙,趙東元也沒有放下科普。從為中學(xué)生開講座到錄制網(wǎng)課,他還主編《十萬個為什麼(第六卷)》,認真編寫內(nèi)容,花費不少心血。
“我自己是讀《十萬個為什麼》長大的,出版社找到我,我就答應(yīng)了?!壁w東元說,科學(xué)家一定得后繼有人,科學(xué)事業(yè)才能不斷發(fā)展,而宣揚科學(xué)是科學(xué)家的職責?!罢嬲募兛茖W(xué)就是刨根問底,還談不上應(yīng)用。比如研究1+1=2有什麼用?沒用。但它改變了人類的思維,有了這種思維,人類的生活更加美好?!?/p>
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