初秋的深圳,空氣中仍然夾雜著絲絲熱氣。裝在玻璃小瓶中的聚集誘導發光(AIE)材料粉末,在紫光燈的直射下發出強烈的熒光,耀眼奪目。這看似不起眼的粉末,卻開啟了發光材料應用的新時代。
唐本忠院士接受封面新聞專訪
本世紀初,唐本忠帶領研究團隊在國際上首次提出了AIE的新概念。這項中國人改寫光物理教科書的發現,在國際上開辟了一個具有原創性和引領性的科學研究新領域,曾獲國家自然科學獎一等獎。
9月13日,中國科學院院士,香港中文大學(深圳)理工學院院長唐本忠接受了封面新聞記者專訪。
從高分子合成到小分子聚集
現代社會,高分子材料占據舉足輕重的地位,尤其是在材料領域。以石油化工為基礎,通過一系列化學反應將小分子聚合成具有特定性能的高分子化合物。這種材料具有輕質、高強、耐腐蝕、易加工等優點,在許多領域正在逐漸取代傳統的鋼鐵、陶瓷和木材等材料。高分子材料,展現出了獨特的優勢和廣泛的應用前景。
“我早年從事高分子研究,主要方向是合成新的高分子。一般的塑料不導電,也不會發光。我現在研究可以發光的塑料。”唐本忠介紹道。
唐本忠院士在實驗室
時間追溯到2001年,在有機發光二極管等高科技應用的刺激下,全世界形成了一股研究發光材料的熱潮。唐本忠做了與眾不同的研究。學生在做實驗時意外發現,一種噻咯小分子在稀溶液中不發光,在溶劑揮發后變成干點時卻可受激發光。顯然,這與教科書中的光物理學常識聚集淬滅發光(ACQ)效應相悖。ACQ效應指的是發光分子在稀溶液里可高效發光,在濃溶液中或固態時則發光減弱或者消失。
唐本忠敏銳地認為,這種“反常”現象“非常有意思”。經過嚴密設計實驗,他和他的團隊確認“越聚集、越發光”的現象的確存在,并將這種現象命名為“聚集誘導發光”,也就是AIE。
AIE是一種奇特的光物理現象:溶液中不發光的有機小分子聚集成聚集體后高效發光。這為發光材料的研究和應用開辟了新的方向。由此,他啟發了眾多科學家加入AIE研究行列,形成了一支龐大的研究隊伍。
AIE被認為是“中國科學家開拓和引領的一個新研究領域”。“科學進步就是要不斷創新,要敢于打破傳統的認知。”唐本忠帶領團隊展開了一系列深入系統的研究,探索AIE在化學傳感器、發光二極管、食品質量監測、生命醫藥等多個領域的應用,并致力于推動AIE技術“從書架走向貨架”。2016年,AIE材料納米聚集體與其他三種納米材料,共同被Nature認定為“納米光革命”的支撐材料。
新材料場上的聚集體
唐本忠沉浸于科研世界、教育世界。“一位科學家應該致力于創新突破。這不是為了出名,而是為了創造新的知識,改變人們的思維方式,增加對自然的理解,從而實現對自然的利用和改造。”唐本忠說。
“中國的科學進步非常快,在許多領域實際上是世界領先的。比如材料研究,既涉及化學也涉及物理。中國科學家在眾多領域都取得了很好的成就。”身處大學校園,唐本忠身邊有不少年輕教授。“在這樣一個大環境下,其實我覺得大家可以不那么‘卷’。但首先你需要教好書,培養好下一代。其次,你必須從事好研究,創造新知識,在創造知識的基礎上盡量解決一些國民關注的問題。”對于科研態度的堅持,也希望能夠傳遞給下一代“科研接力棒”。
唐本忠院士參加科普活動
唐本忠在主筆的《亮了亮了!我讓萬物發光》中寫道:“如果孩子們都認為科學是苦澀的,技術是艱難的,紛紛追求快速賺錢的途徑,從長遠角度看,這種觀念不利于民族復興、國家發展。”
老子的“一生二,二生三,三生萬物”曾給過唐本忠啟示:漸變引起突變、量變導致質變,這也符合唯物論的基本認知。基于這樣的思考,唐本忠提出了“聚集體科學”的概念,呼吁從“分子論”向“聚集體論”的研究范式轉移,從而從更高的維度思考和解決我們面臨的各種問題。為此,他創辦了名為《聚集體》的科學期刊。
“靜下心來,不忘初心,攀登知識的高峰。”聚集微光,也聚集希望,未來科學家在“聚集體”上開墾耕耘、開拓探索,聚集新知識和新技術,推動科學進步和社會發展。
天馬行空的“雜”學家
自幼喜好讀書的唐本忠,讀得進書,也跳得出書。在求學歷程中,他也有著自己的“雜”蘊智慧:讀雜書、做雜題。幼時嗜讀如命,知青歲月挑燈夜讀,大學時光廢寢忘食,徜徉于浩瀚文字世界,遍覽群籍,積聚文化內涵與豐富精神世界;研究生、博士后期間勤學苦練,廣泛閱讀科學文獻、書籍,做“雜”亂的課“題”,游走于多學科、領域,涉獵廣泛,鑄就了寬廣的學術視野和慧眼。
這些“雜學”在他的思想里融會貫通,更帶來新的科學啟迪。“當發現實驗結果與教科書不符時,不要輕易下結論是自己錯了,要想到也許實驗結果預示著一個新的突破。做研究就是‘見人皆所見,思人所未思’。要敢于跳出框框,力爭比巨人看得更高更遠。”
唐本忠院士和他的團隊
唐本忠曾用“天馬行空”來形容自己的研究模式。雖然是基礎科學研究,但他也關注做出來的研究究竟有什么用。他不斷發掘新的東西、新的效應、新的現象、新的概念,在這個基礎上開發新的產品,新的技術,把基礎研究和應用研究兩者結合起來,把“雜學”拓展到應用層面。
除開科研,這位“雜”學家也有著關于四川的記憶:“我曾多次前往成都,與四川大學有很多合作,并且有很多好朋友。四川大學的高分子材料研究做得非常好,非常強,我還曾經去過那邊的中學,那里的中學生非常優秀。”而留下深刻印象的,不只人,還有美食文化。“四川的飲食非常美味,人非常平和。印象中菜單都是紅彤彤的,菜的味道很好,就像那里的人一樣炙熱、強烈、醇厚。我對四川非常看好,也堅信四川能夠發展得更好。”
(圖片由受訪者提供)
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