自称“造孔之人”，这位院士的研究领域为何重要

继和团队的一起获得上海18年来首个国家自然科学奖一等奖后，中国科学院院士、复旦大学化学系教授赵东元又获2022年度上海科技功臣奖。

5月26举行的2022年度上海科学技术奖励大会上， 中国科学院院士、复旦大学化学系教授赵东元被授予科技功臣。

图片来源：上海发布

“人们提到爱因斯坦想到相对论，提到法拉第就想到了电磁效应，所以若只在3秒内就能让人想起他的重要科学贡献，就是一个知名的科学家。”中国科学院院士、复旦大学化学系教授赵东元接受第一财经采访时说道。

对已从事化学研究和教学工作几十年的赵东元来说，“造孔之人”是他给自己的标签，也希望别人在提起他的时候能想起“介孔材料合成”这个稍微值得一提的东西，“提到一个科学家不应该首先想到是发表了哪些文章”。

2021年公布的国家科学技术奖，赵东元院士和他的学生李伟教授等完成的《有序介孔高分子和碳材料的创制和应用》项目，获得国家自然科学奖一等奖。这也是18年来上海再次获得国家自然科学奖一等奖。该项目原创性提出了有机-有机自组装思想，创制了有序功能介孔高分子和碳材料，揭示了介孔独特的物质输运和界面反应规律。

这个获得了多个国内外大奖的“介孔材料”项目究竟有何意义？

赵东元对第一财经介绍，化学是离工业最近的一门基础学科，很多研究成果都能实现转化。他们团队的研究，相当于拿个凿子，在看不到的微观世界里造孔，这个起初有些异想天开的设想如今也广泛作用于经济生活。“科学，尤其是基础研究，往往都是看似无用的 ‘异想天开’。我们在世界上首创了这样的材料，烧成了碳做成了碳材料，打开了有机-有机自组装的大门。”

具体来看，介孔材料是一种多孔材料，孔径在2-50纳米。而功能化介孔材料，是将介孔材料改性而使其具有不同的功能。介孔材料是20世纪发展起来的崭新的材料体系，具有规则排列、大小可调的孔道结构及高的比表面积和大的吸附容量，在大分子催化、吸附与分离、纳米组装及生物化学等众多领域具有广泛的应用前景。

复旦大学供图

不过，在2001年左右，整个介孔材料都局限于无机材料。做了这么多无机介孔材料的赵东元，开始思考能不能创造一种有机的高分子材料，又软又轻又好用，还能在国民经济中创造出非常高的价值？于是便建科研团队开始“造孔”，2005年，在团队的努力下，赵东元在《德国应用化学》上发表文章，在有机-无机自组装的基础上首次提出有机-有机自组装的新思想，并将实验方法公之于众。至今已经吸引60多个多家和地区的1500余家科研机构跟踪研究，利用相似的方法研究介孔高分子和碳材料等，发表论文4万多篇。

截至目前，赵东元团队一共创造出19种以FDU（复旦大学）命名的新型介孔材料，这些新型介孔材料已经进行了千吨级生产，在加氢裂化、蛋白质分离、固定化酶和生物玻璃补骨材料等应用方面，为国内外研究单位提供实验试剂。

经过不断压缩成本，团队将科研成果投入到工业化生产，开展大规模制备。例如，将介孔材料作为催化剂使用，提高重油转化效率，全国推广后每年可为中石化增产约150万吨的高质量油品；将介孔碳和介孔高分子吨级生产，运用于超级电容器，在北京奥运会的LED路灯和上海世博会的电动汽车上都得到了示范性应用。此外，还在生物检测、环境处理、电子材料等方面应用。

而在民用方面，赵东元团队也有了新的设想：将来是否可能应用到衣物上，比如用纳米孔制作衣服，既轻薄，保暖性又强。目前他们就正在做一种利用介孔高分子材料做成的液体。他对记者表示，团队目前正在做碳硅复合材料锂电池的负极材料，“科学家怎么样能够把成果转化，这个是很重要的”。