《未來中國》趙東元開啟介孔世界 徐志勝“材”貌雙全成實力派
趙東元院士和科學引薦人陳辰
人類每一次文明的跨越，都有新材料的發(fā)現(xiàn)和應用。從石器時代、青銅時代、鐵器時代到硅基時代，新材料對我們生活的改變越來越大。科技改變生活，材料改變世界。21世紀，新一代材料風起云涌，信息、能源、生物等各個領域的革命和顛覆，無一例外依賴于材料的研究突破。
本期《未來中國》聚焦材料，邀請到國家自然科學一等獎的獲獎者、中國科學院院士、復旦大學化學與材料學院院長趙東元，科普其研究領域，介紹介孔材料的研究與探索。更有五名、來自不同專業(yè)學科背景的、高學歷科學青年進行科學競演，揭開化學材料神秘的面紗。
材料人材料魂 材料應用大顯神通
材料科學究竟學的是什么？“反正不是學造塑料袋”，材料科學與工程學碩士畢業(yè)的“脫口秀門面擔當”徐志勝，節(jié)目上一開口就“調(diào)侃”自己很難和別人解釋清楚自己所學的專業(yè)，并笑稱自己“不是學材料的材料”。在節(jié)目中他談到，浪漫的“理工男”李白和被蘋果砸壞腦袋的牛頓對材料學有貢獻，就連女媧都是“材料學專家”。明明可以在脫口秀領域靠顏值吃飯的徐志勝，這次要靠真材實料展現(xiàn)實力了。
彎曲的勺子一秒就能恢復正常，黑色的液體倒入培養(yǎng)皿變成“毒液”形狀，云朵看得見也摸得著，這都不是天馬行空的想象，是青年團成員、北大腦科學博士談汪帶來的神奇“魔術(shù)”。但隱藏在魔術(shù)背后的秘密卻被科學家一眼看穿，那么，液態(tài)的金屬、固態(tài)的氣體，這些神器材料究竟是什么？現(xiàn)場化學實驗讓青年團和主持人連呼神奇，趙東元院士都感慨“材料的發(fā)展確實能超出大家的想象”。
整形燒傷外科醫(yī)生徐曄在節(jié)目中介紹了自己從事手術(shù)過程中應用的材料，有轉(zhuǎn)基因的豬皮、羅非魚皮等。此外，他還在節(jié)目中公開了上海九院骨科團隊首創(chuàng)了一種新型3D生物材料打印技術(shù)，通過提取患者本身的細胞來仿真打印其需要植入的骨骼材料，完全做到“取之于你，用之于你”。相信在不遠的將來，人類的生命將會因為材料的革新而發(fā)生革命性的變化。
塑料袋的大量使用產(chǎn)生了較為嚴重的白色污染，科學家們?yōu)榇嗽诓粩嗟匮芯克芰系奶娲贰？茖W青年團成員林鷹谷現(xiàn)場帶來了一個“普通”的塑料袋，它有什么特別之處？此外，他還向大家介紹了一種“蘑菇”做的材料。這種材料的優(yōu)勢明顯，是否有望在未來代替塑料大規(guī)模應用在其他更多領域？
顯微鏡是諸多學科中都要用到的觀測設備。元宇宙開發(fā)者薛來向大家介紹的科學神器可不是咱們中學實驗室常見的光學顯微鏡，因為材料領域需要能放大一百萬倍甚至五千萬倍的先進顯微鏡。那么，那些無法被觀測到的一些化學分子結(jié)構(gòu)是怎樣被觀測到的呢？
“造孔之人”趙東元的異想天開與腳踏實地
介孔材料是20世紀發(fā)展起來新的材料體系，具有規(guī)則排列、大小可調(diào)的孔道結(jié)構(gòu)及高的比表面積和大的吸附容量，在生物化學等眾多領域具有廣泛的應用前景。但在2001年左右，介孔材料都局限于無機化學之中，有機介孔是如何研究出來的呢？
本期《未來中國》節(jié)目邀請到中國科學院院士、復旦大學化學系教授趙東元。他和他的研究團隊原創(chuàng)性提出了有機-有機自組裝思想，突破介孔研究大難題，創(chuàng)制了有序功能介孔高分子和碳材料，獲得國家自然科學一等獎。國際學術(shù)界評價這項研究的貢獻為“先驅(qū)”與“里程碑”。
回顧介孔材料的研究過程，趙東元院士透露，研究一開始很難，走了很多彎路，最后轉(zhuǎn)機竟然來自一個本科歷史系的學生。介孔研究有所突破之后，趙東元帶領團隊深耕有機介孔這一領域，也產(chǎn)生了更多應用的創(chuàng)想。目前，趙東元團隊研究當介孔材料作為催化劑已經(jīng)應用于石油化工中，大大提高重油轉(zhuǎn)化效率，全國推廣后每年為中石化增產(chǎn)約150億。而對于未來研究與應用方向，趙東元也一番暢想，并希望介孔材料像樂高一樣，不斷組織起來，產(chǎn)生出各種各樣的新材料。
除了做科研，趙東元院士認為科學需要傳承，一個科學家的職責，是要喚醒社會對科學的重視，于是他堅持給本科生上課。從無機材料到有機材料，從無孔材料到多孔材料，趙東元院士鼓勵青年大學生和青少年要敢于“異想天開”。當被問到招生標準時，趙東元院士表示，一是要對科學有無限的愛，一是要有一定的科學素養(yǎng)，因為熱愛，可以迸發(fā)出無窮的力量，讓自己當想象成為現(xiàn)實。
介孔材料研究的想法來源于何處？為什么要研究介孔材料？介孔材料與我們生活有什么關聯(lián)？在一個未知的領域進行創(chuàng)新，失敗之后如何堅持下去？
3月11日21:30，東方衛(wèi)視《未來中國》，科學榜樣趙東元院士、科學引薦人陳辰和五位科學青年，與你一同認識材料，探索科學。
標簽： 貌雙全成
