上海市科学技术奖特别报道
赵东元拎着布袋的这张照片曾上过热搜
IT时报记者范昕茹 图东方IC
近日,2022年度上海市科学技术奖获奖名单正式公布,共计授奖316项(人)。唯一的一个科技功臣奖颁发给了中国科学院院士、复旦大学先进材料实验室主任赵东元教授,复旦大学附属华山医院感染科主任张文宏带领的团队收获了“科学技术普及奖”类别中唯一的“特等奖”。
本期《IT时报》除了带你走近赵东元、张文宏两位“科技明星”之外,还将聚焦上海市技术发明奖仅有的两个特等奖,看上海科技人如何用科学创造神奇,用钻研攀登技术的高峰。
造孔之人步履不停
记上海市科技功臣奖得主“布袋院士”赵东元
在2022年度上海市科学技术奖中,曾经获得国家自然科学奖一等奖的中国科学院院士、复旦大学化学系教授赵东元获得科技功臣奖。
时隔2年再次见到赵东元教授,是在复旦江湾校区的一个报告厅里。上一次,他即将启程去北京人民大会堂领取国家自然科学奖一等奖,身着西装,打着领带,身上更多的是获奖之后的兴奋。
这一次,出现在复旦江湾校区的赵东元显得更加随性。深蓝色的休闲外套里穿了件条纹衬衫,看起来轻松又舒适。“欢迎大家,后边我去上课,上完课再来跟大家见面。”简短地做完报告,赵东元起身,匆匆和在场的记者交代了几句,便一路小跑着离开了会场。
一旁的工作人员连忙解释:“今天上午赵老师在邯郸校区还有课,上完课他会回来,接受大家的提问。”
疫情让很多事陷入停滞,但这个调侃自己“只会造孔”的赵东元,却步履不停,用自己造的孔,干了不少大事。
介孔材料领域的全球权威专家
“介孔材料是一种多孔材料,孔径在2纳米至50纳米。”赵东元的报告依然从介绍他热爱的介孔材料开始。
介孔材料是20世纪发展起来的崭新材料体系,具有规则排列、大小可调的孔道结构及高的比表面积和大的吸附容量,在大分子催化、吸附与分离、纳米组装及生物化学等众多领域具有广泛的应用前景。
但在自然界中,除了植物体中,几乎不存在其他有机介孔材料。“所以我们就想,能不能创造一些有机的介孔。”赵东元说,“能自主调整介孔的尺寸和结构,甚至将材料用于工业化生产。”
这个“拍脑袋”想出来的念头,在5年后成了真。2005年,赵东元在《德国应用化学》(Angew Chem)上发表文章,在“有机—无机自组装”的基础上首次提出“有机—有机自组装”的新方法,并将实验方法公之于众。
经过12年的探索,2017年,赵东元又在此基础上完成了有序介孔高分子和碳材料的创制。截至目前,这篇论文被引超过3000次,吸引了60多个国家和地区的1500多家科研机构跟踪研究,利用相似方法研究发表的论文逾5万篇。
2012年至2019年,赵东元连续八年被科睿唯安列为全球化学、材料两个领域的“高被引科学家”,2020年被Science Watch列为介孔材料领域发表论文、引用率全世界排名第一的科学家。
天生我“材”必有用
坚信“天生我‘材’必有用”的赵东元一直在尝试将自己的科学成果产业化。这几年,经过不断压缩成本,赵东元团队的科研成果已经能投入到工业化生产中,展开大规模制备。
在原油制造行业,我国每年使用的7亿吨原油中,有3亿吨是重油、渣油。由于重油、渣油成分复杂,想要将重油、渣油转化成高品质油,往往需要十多种催化剂的介入,而且效果并不好,稍有不慎就会导致结焦(变成焦碳块)。
利用孔介材料的特殊结构,赵东元创制了一种壳核结构的介孔小球。这种小球外壳孔径大,内核孔径小,外壳好像分子筛,可以把渣油里的杂质挡在“门”外,也能在低价值的重油、渣油这些大分子进入时将分子裂化。之后,被裂化的分子经由内核的精加工,成为汽油、柴油等高附加值液体燃料。
在使用这种梯度孔径的分子筛催化剂后,齐鲁石化六年来生产效率提高了1.5%,每年增加150万吨高品质油品,相当于增加
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