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这位新当选的上海市科技功臣是一个“魔术师”,很低调却不怕失败
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来源:上观新闻 作者:徐瑞哲 2020-05-19 09:14
摘要:仅2016年诺贝尔化学奖得主司徒塔特,就在其分子机器最新专著中先后33次提及田禾在同领域的工作,并配图详细评述达22次之多。

从分子机器运动、有机分子探针,到智能材料动态组装,这些带有炫酷科技感的“魔术”,都是中国科学院院士、华东理工大学学术委员会主任田禾的拿手戏。

改革开放之初的1978年,田禾离开出生地新疆跨入了大学校门,1989年在华东理工大学博士毕业留校任教至今,与上海、与化学、与创新结缘数十个春秋。这位微观世界里的多面手“魔术师”,累计获授权发明专利60余项,在5月19日的上海市科技奖励大会上当选为新一年度“上海市科技功臣”。

【别人变得出,他更变得出】

为了科普最新的“魔术”,田禾先告诉解放日报·上观新闻记者一个最传统的蜡染过程:涂蜡蓝布,染缸一染,再晒晒干。从分子层面看,染料的化学结构改变了,水溶性的性质也改变了,不再褪色。

其实,数码影像时代之前冲洗胶卷,也是染料参与了光化学反应。当年,作为华理前身的华东化工学院老院长朱正华教授正是田禾的导师,老一辈的团队曾为破译美国U-2高空侦察机胶卷、开发国产彩色胶卷等都做出了重要贡献。

作为1978级的大学生,田禾坦陈自己这代知识分子,多少都受到数学家陈景润、“两弹一星”元勋等榜样激励,甚至中国女排也是属于一代人的精神烙印。“落后就要挨打”不是一句口号,而是他们科技强国之梦开始的起点。

魔术师相信,别人变得出,他更变得出。田禾开始一个个解决功能染料技术难题:可录式光盘专用染料的研究成果填补了国内空白,使中国成为当时少数有能力生产这类有机材料的国家之一,实现知识产权自主后,同类进口产品价格应声而降1/3;另一方面,光变色浓缩液和树脂的研究成果应用于变色镜领域,支撑民族企业占据光变色材料全球市场六成以上份额,“国际大牌太阳镜说不定也用我们的专利产品”。

“科幻魔术”也要走在人前,田禾作为第一作者在1988年《物理化学学报》上发表的成果,来自他在国际上最早开展的染料敏化太阳能电池研究,这比海外的“染料敏化太阳能电池之父”发表同类文章还早3年,并曾多次创造染料敏化太阳电池最高光电转化效率纪录。田禾表示,这样的有机光伏电池有望用于柔性光伏发电,或做成箱包,或做出阳伞,成为便携多用的“充电宝”。

【弟子压力大,他先去试水】

变色镜研究事成之后,田禾的弟子毕业即创业,在沪郊建厂投入生产,一步步提升市场占有率,拿下国际市场定价权。田禾笑言,“学生学会了,老师没饭吃。”其实,有了这条技术路径,“从1到100”走起来并不难。

真正难的,是“从0到1”。根据田禾的带教策略,越是具有挑战性的、前人未做的,当老师的越要先来。他直言不讳地表示,出于考核压力,或生活压力,如今年轻一代对挑战失败还是“非常有顾虑”。

比如在分子探针用于临床的重大疾病精准检测中,团队中相关学生要天天跑医院,多中心、大样本、平行双盲,点对点地两头跑,跑得最多的就是肿瘤医院。尽管任劳任怨,但类似的实验存在较高的失败率,临床之路还很长很长,因此可能发不了文章,拿不到学位,甚至毕不了业。


赖鑫琳 摄

“而我,已经毕业了,都考核过了,作为过来人,最不怕失败。”于是,田禾总是率先试水。“动态化学”是他当下科研重点,利用动态共价键、非共价键、光响应基团等,他开创出构建智能超分子聚合物的新策略。“魔术”在实验器皿中展开:两截高分子片状材料,在特殊溶液中自主修复,交叠为一段。“二为一”后就不分彼此,可以提拉起20多公斤的重物——见证奇迹的时刻,到了。

一波波冲上前沿,田禾团队才人辈出。“曲大辉是我的师弟,我们都是田老师的学生。”华理科学技术发展研究院常务副院长朱为宏将田禾视为科研领路人,他1999年获博士学位,2013年成为国家杰出青年,2019年获得国家自然科学二等奖。他口中的同门师弟曲大辉,当年与朱为宏一样,也是田禾指导下的全国百篇优秀博士论文作者,如今已是华理化学与分子工程学院院长。

赖鑫琳 摄

【获同行大赞,他宁愿低调】

“几种商品化的试剂,和一点点热量,就是制作一种可加工、高度可拉伸、自修复和带粘性的聚合物所有条件……”美国化学会旗下《化学与工程新闻》这样评价田禾等人研究获得的高性能自修复动态共价聚合物。

“曲大辉、田禾及其同事,将两种分子结合到一起,可以用光实现两类材料之间的可控切换;”“这个方法为设计可开关式的材料提供了新的机会,可以用来制备使用传统方法不能制备的材料。”关于分子的“神奇魔术”,也得到《自然(Nature)》杂志等顶级期刊亮点报道和高度评价。

田禾等发表的高水平论文被国内外专家学者大量引用和积极评价,至今已连续6年入选ESI(基本科学指标数据库)的化学领域全球高被引科学家。仅2016年诺贝尔化学奖得主司徒塔特,就在其分子机器最新专著中先后33次提及田禾在同领域的工作,并配图详细评述达22次之多。

然而,对于分子环“环套环”作循环运动的这类分子机器,田禾20年前在国内最早搞研究时,还曾被作为具有争议的“非共识项目”,仅获得8万元支持。到2006年田禾等凭此项目摘得上海市自然科学一等奖时,他曾预言在分子机器学者中一定会诞生诺奖。当时,有报道称“华理学者跻身冲击诺奖热门领域”,一向低调行事的他对此提法并不认同,“尽管与国际同步,但压力非常之大。宁愿保守,不说太满。”

但预言是对的,2016年费林加等3位外国“魔术家”以分子机器研究获得诺贝尔化学奖。有意思的是,田禾力推之下,他在华理与费林加教授共同领衔组建诺贝尔科学家联合研究中心,作为中心外方主任的费林加还成为首批来沪工作并拥有中国绿卡的诺奖得主。在中心大楼,田禾透露,他们正建设一个AI化学实验室,用机器来对材料进行大规模筛选,实现7×24小时的自动合成,引向未来化学的新“魔术”。

栏目主编:黄海华 文字编辑:黄海华 题图来源:赖鑫琳 摄 图片编辑:曹立媛
文中图片除署名外来源:华东理工大学提供
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