你知道介孔材料是什么吗？未来，它或许能应用于衣物上，帮我们抵御寒冷！刚刚（11月3日），国家科学技术奖公布。 中国科学院院士、 复旦大学化学系教授赵东元、 教授李伟等完成的《有序介孔高分子和碳材料的创制和应用》 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，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。
回国苦战五年，突破介孔研究重大难题
1998 年，35 岁的赵东元在几家国内顶尖高校中选择复旦，在复旦，赵东元一呆， 便是 23 年， 始终专注功能介孔材料研究，取得一系列创新研究成果。
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。”
赵东元介绍，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。
2001 年左右，整个介孔材料都局限于无机材料。 赵东元突发奇想： 做了这么多无机介孔材料， 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？
为了攻克这个难题，赵东元组建科研团队，苦战 5 年。2005 年， 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。
科研成果投入工业化生产，开展大规模制备
虽从事基础研究，但赵东元的研究跟实际应用结合得相当紧密。“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。”赵东元相信“天生我材必有用”，既然能创造出这个结构的材料，那么肯定会能找到它的用途，哪怕目前来看还较昂贵。
经过不断压缩成本， 赵东元团队将科研成果投入到工业化生产，开展大规模制备。
比如： 将介孔材料作为催化剂使用，大大提高重油转化效率， 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、电子材料等诸多方面得到广泛应用。
而在民用方面， 介孔材料广泛应用目前尚未实现，但赵东元早有了一番畅想：介孔材料在工业上已经作为绝缘和隔热材料使用了，是不是将来也可能应用到衣物上呢？比如用纳米孔制作衣服， 既轻薄， 保暖性又强。 实际上，他们现在就正在做一种利用介孔高分子材料做成的液体。
将来抹在身上， 薄薄一层，就能完全隔热，你根本都看不出来，零下三十度都不怕！”赵东元兴奋说道。
赵东元自称“造孔之人”，“相当于拿个凿子，在看不到的微观世界里造孔”。研究多孔材料多年， 他养成了一种职业病——平时但凡看到什么材料，他都想把它打成孔。 各种“异想天开”， 也成为他科研工作的动力和源泉。
有一次， 他带儿子去乐高世界玩，看到各种大型组装构件，他便联想： 在微观世界， 能不能也用各种功能基元搭建形成孔洞？随后便开辟了一个新的研究方向——介孔材料合成方法学中的模块化组装。
出了名的“工作狂”
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。
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。
“科研需要你沉浸，需要你喜欢。能进复旦的学生，无论文科理科，我相信智力全都够了，剩下的就看你是否真的喜欢。喜欢，就能迸发出无穷的力量。 只要沉静下来去思索，去刨根问底，总有一天会得到回报。 ”他说。
对赵东元来说， 与学生们在一起时的自己， 不仅在传授知识，更是传承一种复旦精神。
“我的成果都与复旦的环境息息相关。我真的喜欢复旦， 这里宽松的科研氛围和自由探索的精神培养了我。 这一点上， 我感恩不尽。 ”赵东元说。十多年来，赵东元团队一共创造 19 种新型介孔材料，全部是以 FDU（复旦大学） 命名。这些新型介孔材料已经进行了千吨级生产，为国内外研究单位提供实验试剂，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，取得了较好效果。
“作为科学家， 我认为科学无国界， 但科学家有自己的祖国和文化。 尤其是基础科研人员，我希望应该在更多的研究领域用中国人的名字命名， 来弘扬中国人的自信。”赵东元期待着，未来有越来越多中国人的名字， 出现在学生们的教科书上。
来源：周到上海 作者：李晓丹
