自稱“造孔之人”，這位院士的研究領域為何重要

繼和團隊的一起獲得上海18年來首個國家自然科學獎一等獎后，中國科學院院士、復旦大學化學系教授趙東元又獲2022年度上海科技功臣獎。

5月26舉行的2022年度上海科學技術獎勵大會上， 中國科學院院士、復旦大學化學系教授趙東元被授予科技功臣。

圖片來源：上海發布

(資料圖)

“人們提到愛因斯坦想到相對論，提到法拉第就想到了電磁效應，所以若只在3秒內就能讓人想起他的重要科學貢獻，就是一個知名的科學家。”中國科學院院士、復旦大學化學系教授趙東元接受第一財經采訪時說道。

對已從事化學研究和教學工作幾十年的趙東元來說，“造孔之人”是他給自己的標簽，也希望別人在提起他的時候能想起“介孔材料合成”這個稍微值得一提的東西，“提到一個科學家不應該首先想到是發表了哪些文章”。

2021年公布的國家科學技術獎，趙東元院士和他的學生李偉教授等完成的《有序介孔高分子和碳材料的創制和應用》項目，獲得國家自然科學獎一等獎。這也是18年來上海再次獲得國家自然科學獎一等獎。該項目原創性提出了有機-有機自組裝思想，創制了有序功能介孔高分子和碳材料，揭示了介孔獨特的物質輸運和界面反應規律。

這個獲得了多個國內外大獎的“介孔材料”項目究竟有何意義？

趙東元對第一財經介紹，化學是離工業最近的一門基礎學科，很多研究成果都能實現轉化。他們團隊的研究，相當于拿個鑿子，在看不到的微觀世界里造孔，這個起初有些異想天開的設想如今也廣泛作用于經濟生活。“科學，尤其是基礎研究，往往都是看似無用的 ‘異想天開’。我們在世界上首創了這樣的材料，燒成了碳做成了碳材料，打開了有機-有機自組裝的大門。”

具體來看，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世紀發展起來的嶄新的材料體系，具有規則排列、大小可調的孔道結構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等眾多領域具有廣泛的應用前景。

復旦大學供圖

不過，在2001年左右，整個介孔材料都局限于無機材料。做了這么多無機介孔材料的趙東元，開始思考能不能創造一種有機的高分子材料，又軟又輕又好用，還能在國民經濟中創造出非常高的價值？于是便建科研團隊開始“造孔”，2005年，在團隊的努力下，趙東元在《德國應用化學》上發表文章，在有機-無機自組裝的基礎上首次提出有機-有機自組裝的新思想，并將實驗方法公之于眾。至今已經吸引60多個多家和地區的1500余家科研機構跟蹤研究，利用相似的方法研究介孔高分子和碳材料等，發表論文4萬多篇。

截至目前，趙東元團隊一共創造出19種以FDU（復旦大學）命名的新型介孔材料，這些新型介孔材料已經進行了千噸級生產，在加氫裂化、蛋白質分離、固定化酶和生物玻璃補骨材料等應用方面，為國內外研究單位提供實驗試劑。

經過不斷壓縮成本，團隊將科研成果投入到工業化生產，開展大規模制備。例如，將介孔材料作為催化劑使用，提高重油轉化效率，全國推廣后每年可為中石化增產約150萬噸的高質量油品；將介孔碳和介孔高分子噸級生產，運用于超級電容器，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用。此外，還在生物檢測、環境處理、電子材料等方面應用。

而在民用方面，趙東元團隊也有了新的設想：將來是否可能應用到衣物上，比如用納米孔制作衣服，既輕薄，保暖性又強。目前他們就正在做一種利用介孔高分子材料做成的液體。他對記者表示，團隊目前正在做碳硅復合材料鋰電池的負極材料，“科學家怎么樣能夠把成果轉化，這個是很重要的”。

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