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中国原创新型发光材料创造者唐本忠:“高被引科学家”从反常现象发现AIE
2019年04月25日 来源:南方都市报 点击率:

唐本忠院士团队成员在做实验。

 

奋斗者

    唐本忠生于1957年。中国科学院院士,华南理工大学—香港科技大学联合研究院院长。

    在专业教育过程中融入思想政治教育内容,将立德树人放在学术研究中重要位置。以粤港澳大湾区建设为契机,成立华南理工大学-香港科技大学联合研究院,搭建高水平国际化的学术和文化交流平台。

    2016年,AIE (“聚集诱导发光”)纳米粒子被《自然》列为支撑和驱动“未来纳米光革命”的四大纳米材料之一,这也是唯一一种由中国科学家原创的新材料。这一新材料的发现者正是唐本忠院士团队。

    从2001年首次发现至今,18年来,唐本忠院士团队聚焦AIE研究。从基础科研到技术应用,AIE从无到有,从有到强。如今,AIE已成为学术上的一个研究热点分支。全世界已经有80多个国家和地区超过4500个研究单位的科学家进入该领域。

    因为在AIE领域的卓越贡献,唐本忠以第一项目完成人身份获得2017年度国家自然科学奖一等奖,并于2014年—2017年连续入选全球材料和化学领域“高被引科学家”;因此,他被人们称为“AIE之父”。

    创造性提出“聚集诱导发光”概念

    多年来,科学家一直在试图解决发光材料研究中的一个棘手问题:发光分子在聚集状态下猝灭(ACQ):即发光分子在聚集状态下,发光强度减弱甚至完全消失。

    而有机发光材料通常都是在聚集态或固态下使用,因此“聚集猝灭发光”现象很大程度上限制了发光材料的应用范围。很多科学家竞相研究,却收效甚微。

    机会总是给有准备的人。

    2001年的一天,唐本忠实验室意外发现了一种与“聚集猝灭发光”截然相反的现象。

    这个“反常的现象”被唐本忠敏锐抓取,他意识到其中可能包含着独特意义,经过深入研究多次实验,他创造性地提出了“聚集诱导发光”的科学概念。

    “某种意义上,科学研究就要标新立异,越怪的现象可能越好,因为怪的现象背后可能藏着不为人知的科学,值得我们继续深入研究。”接受采访时唐本忠笑着说。

    这一全新概念的提出,立即引起世界化学和材料界的广泛关注和积极研究,AIE成为世界公认的新科学概念。从此,一种新的发光材料的研究大门被开启。

    从发现A IE现象到解释A IE机理,唐本忠院士团队还将A IE效应有效地应用到光电器件、化学检测和生物传感等技术领域。无论从材料科学的基础研究还是技术应用,该研究均为世界公认的中国原创。

    “祖国经历过的曲折自己也经历过”

    2009年唐本忠当选中国科学院院士。唐本忠直言,自己的发展与祖国的发展同步。“祖国经历过的曲折自己也经历过,祖国发展的成果也在享受。”

    1957年唐本忠出生于湖北潜江。家中有6个兄弟,他排行第五,还有4个哥哥1个弟弟。从小家境清苦,一家八口全靠父亲一个人的工资养活。读了两年小学后,“文革”开始,年幼的唐本忠开始“上山下乡”,先在乡下务农两年,后成为武汉一名制氧车间工人。

    1977年高考恢复,唐本忠被华南工学院(现华南理工大学)录取,结缘高分子科学。在华南工学院的4年,唐本忠暑假没有回过一次家,基本在图书馆度过。

    “一路走过来,还是靠党和国家的支持。”唐本忠和记者分享,从小学到中学到大学的学费、生活费都靠国家的奖学金支持。“大学奖学金最高一个月18元,当时可以过非常不错的生活,毕业时甚至还攒了点存款留给家里。”大学毕业他的第一份工作月工资48元,已是笔很大的收入。

    1982年,唐本忠成为第一批由国家公派出国的留学生,赴日本完成硕博学位深造。1994年至今历任香港科技大学化学系助理教授、副教授、教授、讲座教授等。2012年至今担任华南理工大学—香港科技大学联合实验室主任。2015年担任国家人体组织功能重建工程技术研究中心香港分中心主任。2017年担任华南理工大学广州国际校区华南理工大学—香港科技大学联合研究院院长。

    连续当选“高被引科学家”

    从2001年至今,18年来,唐本忠院士团队聚焦A IE研究。从基础科学研究到技术应用,AIE从无到有,从有到强。2018年,基于其在A IE领域取得的突出成绩及贡献,他以第一项目完成人身份获得2017年度国家自然科学一等奖。

    如今,AIE已成为学术上的一个研究热点分支。全世界已经有80多个国家和地区超过4500个研究单位的科学家进入该领域,近两年每年新增的SC I相关论文数均超过1000篇。

    唐本忠距今已发表学术论文1000多篇。2014年—2018年连续当选全球材料和化学领域“高被引科学家”。去年一年唐本忠的论文被引用10000多次,相当于一天全球就有30多人引用他的研究工作。

    团队还拓展了AIE分子体系,创立了一个中国科学家的品牌分子———四苯基乙烯,并制备了一系列高性能的AIE材料。唐本忠细数,未来A IE在光电器件、荧光传感器、生物成像等领域都有着巨大的应用潜力。

    比如A IE材料做出的OLED器件,最高亮度相当于1平方米内同时点燃6万根蜡烛,会像探照灯一样闪闪发光。

    在环境保护上,AIE材料可作为化学传感器测定水体污染物类别。他举例,一杯水是否干净,就可投入具有特异性的AIE材料,它非常敏感,可检测出水体中的有害物质,如重金属离子等。当AIE探针分子和金属离子形成螯合物后闪闪发光,检测人员通过目测就能快速判断出水体污染源。

    不仅如此,在生命科学尤其是健康领域的应用将非常广泛。如今,唐本忠已创办自己的公司,将AIE材料推向产业化应用。

    梦想培养一批高端技术人才

    多年来,唐本忠还积极为粤港科学文化交流合作牵线搭桥。

    如今,以粤港澳大湾区建设为契机,他领衔成立华南理工大学—香港科技大学联合研究院,致力搭建高水平国际化的学术和文化交流平台。

    他说,香港的基础研究不弱,这里的国际化营商环境、法制体制较为完善,但产业化还有提升空间,而广东刚好拥有坚实的产业基础。“希望用开放合作的态度,促进两地教育交流合作,做一些高端科学的研究,发展一些高端技术,开发一些新的技术产品,服务大湾区建设。”

    在他看来,粤港澳大湾区区域大、人口多、底子好,就像一块磁石,可以把高端人才吸引过来。“最重要的是人才,教育可以造就人才,人才的潜力不可估量”。

    除了联合研究院,未来团队将与广州市成立大湾区A IE高等研究院。一方面通过现有AIE技术产业化,切实为人民生活质量的进一步提高做些贡献,一方面他的梦想是培养一批高端技术人才,实现从原始创新到源头革新的转化。“我们的产业人才已打遍天下无敌手。但高端人才还比较弱,需要一定时间。就好比栽树,等树长大后一定会为大湾区做出贡献”。

    “发现新现象、发掘新问题;提出新概念、建立新模型;开发新应用、开拓新领域”,是唐本忠提出的创新研究三部曲。

    对于科研,唐本忠始终保有满腔热情。“科学研究对科学家的一个重要要求,就是科学家必须对其做的事情充满热情,并享受科研的过程”。唐本忠说,科学技术日新月异,如果被动适应科研考核指标来搞科研,很难有爆炸性的突破诞生。“做科学就是要主动,充满热情做事情,把一个事情搞清楚,做具有突破性的、原创性的研究。”

    同时,他认为全社会要营造尊崇科学创新的氛围。“当年的《哥德巴赫猜想》报告文学影响了整整一代人,在我们心中,科技是最值得追求的,科学技术真正可以创造财富”。

    唐本忠直言,中国在科技发展上,“以前我们跟着人家跑,现在我们和人家一块儿跑,未来我们应当领跑”。他觉得,当下国内有着前所未有的优良研究条件。“想做一番大事业的优秀人才现在回国发展是很好的时机,未来也会吸引很多外国教授来国内任教”。

    关于AIE,他希望能努力将其打造成一个中国科学家的品牌,也希望产出更多有创新性的成果。“越聚集,越发光。”

    出品:南都采编指挥中心

    统筹:南都人物新闻工作室

    采写:南都记者 贺蓓

    摄影:南都记者 何玉帅

转自南方都市报
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