在生活中想要造個肉眼可見的孔或許并不難,但是你能想象在微觀世界,也就是在一根頭發(fā)絲的萬分之一的尺度上造孔嗎?
我知道有個人可以做到,而且他是世界上目前做得最好的。他就是中國科學院院士、復旦大學化學系教授趙東元。
“手有魔法”的科學家
在微觀世界里,孔的直徑在2納米至50納米之間的材料被稱為“介孔材料”,這個材料用肉眼是看不到的。在這種材料上造孔,能夠讓更多的物質在其中相互傳輸,產生化學反應,從而被應用到日常生活中。
“如果有一種介孔材料,趙東元做不出來,那世界上可能就沒人做得出。”聽到這句話,趙東元憨然一笑:“一點兒沒錯,在介孔領域,我們團隊確實是做得最好的,絕對敢說引領世界。”想知道他是怎么辦到的嗎?往下看,一起探索科學家的“魔法”!
趙東元稱自己是“造孔之人”,看到別人做出了新的化合物后,他總會琢磨能不能在上面打個孔——相當于拿個鑿子在看不到的微觀世界里鑿孔。這是怎么辦到的呢?趙東元生動地解釋道:“在宏觀世界,我們是通過類似鑄造的方式做蜂窩煤。你先做好一個模具,然后在模具上澆注攪拌好的煤灰,過段時間再把模具去掉,蜂窩煤就做成了。其實在微觀世界也是這樣一個道理。先讓分子拉起手來形成模具,把想要做的東西倒在模具里,就像澆鑄,再把分子模具去掉,介孔材料就誕生了?!?/p>
知識加油站
在趙東元眼中,介孔材料可謂是無往不利的材料“尖兵”。如今,在很多領域介孔材料已經發(fā)揮出巨大的應用潛力,比如石油化工、鋰離子電池、生物醫(yī)療、隔熱材料,甚至是化妝品研制,都能見到它的身影。
介孔材料能制成一種新能源電池,使充放電的反應速度加快,可以有效將電池充放電性能提高20%以上?,F(xiàn)在電動車充滿電需要好幾個小時,而有了這種電池,將來可能只要半小時就能充滿。
“熱愛造孔”的院士
35歲回國,44歲當選中科院院士,58歲獲得國家自然科學獎一等獎……在許多人眼中,趙東元的科研道路非常順,但這背后是他幾十年如一日的熱愛與勤奮。剛回國時,趙東元幾乎每周工作80小時,連續(xù)10多個小時泡在實驗室里是常態(tài)。就連中午吃飯時間,他也經常用來與學生討論學術問題。
趙東元一直沉浸在化學世界的“異想天開”中。2001年前后,當全球介孔材料的研制都局限與無機材料時,趙東元突發(fā)奇想:高分子材料又輕又軟又好用,能不能做出有機介孔材料?
靈光一閃的背后,是多年的艱苦奮戰(zhàn)。終于,在2005年的時候,趙東元團隊原創(chuàng)性地提出了有機材料自組裝的新設想,并將實驗方法公之于眾。國際學術界評價這項研究成果是介孔材料領域“里程碑式”和“先驅”的進展。
“課比天大”的教師
一個又一個榮譽,讓趙東元身上貼滿了各種傳奇的標簽。但他最鐘愛的仍是“教師”這個身份?!罢n比天大”“遲到5分鐘就是教學事故”……這門“不能遲到”的普通化學課,趙東元連續(xù)上了20年,幾乎從未間斷,就算出差也要連夜趕回,連生病需要手術也會為課堂“讓路”。
每次備課,趙東元都會將最新的研究進展融入課堂?!昂芏鄬W生肯定會聽不懂,但他們可以感受科學家的偉大,科學精神的偉大?!壁w東元希望,年輕學子們能在牢固掌握專業(yè)知識的基礎上,打破常規(guī)地發(fā)現(xiàn)科學問題,用強有力的理性思維仔細求證,不斷創(chuàng)新突破。
“科研需要你沉浸,需要你喜歡。喜歡,就能迸發(fā)出無窮的力量。只要沉靜下來去思索,去刨根問底,總有一天會得到回報?!壁w東元對化學的熱愛,將一直激勵著他在這個領域上開拓進取,發(fā)光發(fā)熱。如果你也對化學產生了一些好奇,不妨試著去了解它吧!或許在未來,你也能體會到趙東元的快樂。