圖說：中國科學院院士、復旦大學化學系教授趙東元 採訪物件供圖
國家科學技術獎今天公佈。中國科學院院士、復旦大學化學系教授趙東元、教授李偉等完成的《有序介孔高分子和碳材料的創制和應用》專案，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介面反應規律，獲得自然科學一等獎。這是新材料基礎研究的突破，也是 18 年來上海再次獲得國家自然科學獎一等獎。
這是一項微觀世界的研究。“介孔材料是一種多孔材料，孔徑在 2-50 奈米。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”，趙東元介紹，介孔材料是 20 世紀發展起來的嶄新材料體系，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、奈米組裝及生物化學等眾多領域具有廣泛的應用前景。
2002 年前後，整個介孔材料都侷限於無機材料。趙東元突發奇想：做了這麼多無機介孔材料，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？為了攻克這個難題，趙東元組建科研團隊，苦戰 5 年。回顧整個過程，趙東元感慨，實驗之所以做成，一是因為“異想天開”，二是足夠幸運。“整個合成過程非常複雜，就像是在一個黑箱子裡亂撞。”
如今，在趙東元辦公室隔壁的陳列室，留存著當年課題組成員們積累的一本本實驗筆記和博士論文。成員孟巖的博士論文《有序的有機高分子介孔材料的合成與結構》記錄著：起初，實驗怎麼也做不出介孔，做出的全都是抱團的奈米粒子……轉機來自一位復旦轉專業本科生。2002 年，復旦大學在全國率先施行本科生轉專業制度。酷愛化學、高考未能被第一志願錄取的歷史系學生顧棟，申請轉到化學系，後選擇趙東元作為本科生導師，開始在實驗室參與一些基礎性工作
時隔十幾年，如今已是武漢大學教授的顧棟，憶起 2003 年 10 月 7 日的那個深夜，依然難掩激動。當天，他用一種反常規的方法進行實驗，測試得到一組非常漂亮的資料。 “顧棟非常聰明，他提出把高分子先聚再合成的做法，一下子把步驟從 5 個簡化成 2 個。”趙東元在學生的啟發下打開了思路。接下來兩個月，大家緊鑼密鼓、調節引數、測試分析，年底就基本得到了所有資料。 2005 年，趙東元在《德國應用化學》（Angew Chem）上發表文章，在有機-無機自組裝的基礎上首次提出有機-有機自組裝的新方法，並將實驗方法公之於眾。 至今已經吸引 60 多個多家和地區的 1500 餘家科研機構跟蹤研究，利用相似的方法研究介孔高分子、碳材料等，發表論文 4 萬多篇。國際學術界評價這項研究的貢獻為“先驅”“里程碑”“突破”“重要進展”等。
介孔原是一項基礎性研究，如今，趙東元要把它應用起來。“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。”趙東元相信“天生我材必有用”，既然能創造出這個結構的材料，那麼肯定會能找到它的用途，哪怕目前來看還太昂貴。
經過不斷壓縮成本，趙東元團隊將科研成果投入到工業化生產，開展大規模製備。比如：將介孔材料作為催化劑使用，大大提高重油轉化效率，全國推廣後每年可為中石化增產約 150 萬噸的高質量油品。在民用方面，目前尚未實現，趙東元也早有一番暢想：介孔材料在工業上已經作為絕緣隔熱材料使用了，是不是將來也可能應用到衣物上呢？比如用奈米孔製作衣服，既輕薄，保暖性又強。他們現在就正在做一種利用有機高分子介孔材料做成的液體，“將來抹在身上，薄薄一層，就能完全隔熱，你根本都看不出來，零下三十度都都不怕。”
趙東元興奮說道。趙東元自稱“造孔之人”，“相當於拿個鑿子，在你們看不到的微觀世界裡造孔”。研究多孔材料多年，他養成了一種職業病——平時但凡看到什麼材料，他都想把它打成孔。各種“異想天開”，也成為他科研工作的動力和源泉。
新民晚報記者 張炯強 馬亞寧
