人民网北京11月4日电(记者孙静、李、郝、)11月3日,2020年度国家科学技术奖揭晓。中国科学院院士、复旦大学化学系教授赵东元主持的“有序介孔聚合物及碳材料的创造与应用”项目获得国家自然科学奖一等奖。今天上午,从人民大会堂领奖的赵东元院士出现在复旦大学的课堂上。
记者了解到,国家自然科学奖一等奖是我国自然科学领域的最高奖项。由于这个奖项评选严格,历史上有很多空缺。赵东元院士获奖的背后,是他对科学研究的热爱和超人的勤奋。
3万元科研经费起家,23年专注介孔材料研究
1998年,35岁的赵东元结束了在美国的博士后工作,来到上海。在复旦大学,赵东元待了23年,始终专注于功能介孔材料的研究。
赵东元在复旦大学邯郸校区西化学楼工作。图片由复旦大学提供
当时国内整体科研条件与国外差距较大。复旦大学为这位引进的人才提供了3万元的科研经费。赵东元买了一台电脑,坐在催化大楼简陋的办公室里,带了五个本科生,写了一份研究计划,开始了功能性介孔材料的创造和合成研究。
2001年前后,整个介孔材料被限制在无机材料中。赵东元突发奇想:我们能不能造出一种柔软、轻便、好用的有机高分子材料,通过制造这么多无机介孔材料,也能在国民经济中创造非常高的价值?
为了克服这个问题,赵东元成立了一个科研小组,艰苦奋斗了五年。回顾整个过程,赵东元觉得做这个实验是因为“太棒了”,足够幸运。"整个合成过程非常复杂,就像撞上了一个黑匣子."
2005年,赵东元在有机-无机自组装的基础上首次提出了有机-有机自组装的新思路,并公开了实验方法。截至目前,已吸引了60多个国家和地区的1500多家科研机构采用类似方法跟踪研究介孔聚合物和碳材料,发表论文4万余篇。
“异想天开”成为科研工作的动力和源泉
虽然从事基础研究,但赵东元的研究与实际应用紧密结合。
“化学是离工业最近的基础学科,很多研究成果是可以转化的。”赵东元信奉“既然上天给了人才,就让它被录用吧!”。如果我们能创造出这种结构的材料,我们一定会找到它的用途,即使目前它仍然很贵。
赵东元指导学生进行实验。图片由复旦大学提供
在不断降低成本后,赵东元团队将科研成果投入工业化生产并进行大规模制备。例如,介孔碳和介孔聚合物的吨位生产已应用于超级电容器,并已在北京奥运会的LED路灯和上海世博会的电动汽车上得到演示。
民用方面,目前还没有实现,但赵东元早就有了一个好主意:介孔材料已经在工业上作为保温隔热材料,未来有可能应用于服装吗?
“如果你将来把它穿在身上,你会被一层薄薄的东西完全绝缘。你根本看不到。零下30度你都不怕!”赵东元兴奋地说。
赵东元称自己为“打洞人”,“相当于拿着凿子在看不见的微观世界打洞”。研究多孔材料多年后,他患上了职业病——。通常,每当他看到任何材料,他都想把它打孔。各种“异想天开”也成为他科研工作的动力和源泉。
有一次,他带着儿子去乐高世界玩。当他看到各种大规模的装配组件时,他想:在微观世界中,我们是否也可以用各种功能元素来打洞?随后,开辟了新的研究方向,合成了——介孔材料。
法学中的模块化组装。坚持为本科生上课17年,为中学生解答“十万个为什么”
1963年,赵东元生于沈阳的一个普通工人家庭。没有接受过什么特别的训练,但他从小就喜欢刨根问底,梦想长大成为一名科学家。
“我真的愿意做科研,因为科研面对的全是新鲜事物,可以创造出世界上原本没有的东西。”说起科研,赵东元总是神采奕奕。
赵东元是出了名的“工作狂”,对科研的认真和勤奋超乎常人。刚回国时,他几乎每周工作80小时,常连续十几个小时泡在实验室。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。
除了带研究生之外,赵东元还坚持为本科生上《普通化学》17年。一周两次课,他几乎从未缺席,即使前一天还在外地开会,也一定连夜飞回来。
赵东元为本科生授课。复旦大学供图
“我喜欢跟学生们打成一片,也希望通过这种方式不断加强自己的基础知识。”赵东元说。
很多学生发邮件请教他:到底具备什么条件,才能进您的实验室工作?赵东元回: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。
工作再忙,赵东元也没有放下科普。从为中学生开讲座到录制网课,他还主编《十万个为什么(第六卷)》,认真编写内容,花费不少心血。
“我自己是读《十万个为什么》长大的,出版社找到我,我就答应了。”赵东元说,科学家一定得后继有人,科学事业才能不断发展,而宣扬科学是科学家的职责。“真正的纯科学就是刨根问底,还谈不上应用。比如研究1+1=2有什么用?没用。但它改变了人类的思维,有了这种思维,人类的生活更加美好。”