作者:李铁军 黄辛 来源:中国科学报 发布时间:2020/5/22 15:09:47
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田禾院士:深耕细作创一流

从国际上最早开展染料敏化太阳能电池研究,到国际首次利用荧光信号表征分子机器运动状态;从原创性提出振动诱导发光(VIE)新概念和新机制,到开创动态共价键、非共价键及光响应基团构建智能超分子聚合物新策略……中国科学院院士、华东理工大学教授田禾30余载深耕有机功能分子材料基础与应用研究,为我国化学领域在国际范围内实现从跟跑到并跑的转变作出重大贡献。

5月19日,田禾在2019年度上海市科技奖励大会上获颁“2019年度上海市科技功臣”奖。

经过长期研究积累,田禾形成了以“共轭π体系分子结构与多尺度功能精细调控”的研究特色,在功能分子机器及超分子聚合物、振动诱导发光机理、染料敏化太阳能电池、新颖分子探针等方面,取得了系统性与创新性成果,至今已发表SCI论文超过500篇,获中国发明专利授权60项,SCI他引超过3万次,h指数为103,并获得国家自然科学奖二等奖、国家科技进步奖二等奖等多项科技奖励,以及2011年全国“五一”劳动奖章、2016年度法国—中国化学会讲座奖等荣誉。

不忘初心,树报国之志、立科研尖端

1978年,踏上改革开放“时代列车”的田禾,离开出生地新疆跨入大学校门,开启科学知识求索之旅;1989年,在华东理工大学(原华东化工学院)博士毕业后留校任教,至今已与精细化工领域的科研攻坚结缘逾30载。“我们这一代人,在党和人民的教育和引领下,坚持科技报国、科技兴国的理念,与改革开放的宏伟事业共成长。”田禾表示,急国家所需,为国家作贡献,全身心投入到国家科技创新发展与创新人才培养的一线事业之中,这种矢志报国的深厚情怀早已深入骨髓。

瞄准分子机器这个世界最前沿尖端的科学问题,田禾带领研究团队,针对分子机器的状态表征方法复杂、难度大以及信号读出灵敏度低的缺点,首次提出用荧光信号来表征分子机器运动状态的思路,构建了一系列光学输出信号的功能分子机器,解决了分子尺度上精确表征分子机器运动的关键问题,创新发展了微观分子机器在界面定向排列的方法,实现了分子机器在微纳米尺度下的功能输出。

如何使微观分子机器实现功能化和实用化?这是众多国际科研团队面临的前沿挑战。田禾团队创新性地将分子机器与纳米颗粒进行连接,精准实现了人工分子肌肉在分子尺度的收缩—舒张功能,并巧妙地将分子机器横跨细胞的磷脂双分子层,首次实现人工分子机器在离子跨膜运输领域的应用,为分子机器的功能化与实用化提供了新思路。

“提供了一种分子机器运动的便捷信号响应方式,解决了多重复杂逻辑电路这一挑战性难题。”2016年诺贝尔化学奖得主J. F. Stoddart教授在其最新的专著中,先后30余次对田禾在分子机器领域的创新成果正面引用并给予高度评价,其中配图详细论述22次。

直面问题、迎难而上,潜心攻坚让科技之花结出累累硕果。田禾团队聚焦解决功能染料的“卡脖子”技术难题,发展了一系列具有自修复功能的聚合物,极大地拓展了超分子聚合物在生物及智能材料领域的应用,切实促进成果转化推动社会经济效益发展。其中,光变色浓缩液、光变色树脂等研究成果已成功应用于变色镜领域,支撑民族企业占领全球市场60%以上的份额。

牢记使命,树一流目标、领学科发展

“作为高校科研工作者,建设世界一流学科、培养一流人才始终是我们的奋斗目标。”多年来,田禾以建设国际领先的精准化学与分子工程国际合作研究平台为契机,带领华东理工大学的化学学科,聚焦精准可控合成、精准表征分析、精准模拟计算等领域精耕细作,在精准化学与分子工程基础研究方面取得一系列成就,教育部结构可控先进功能材料及其制备重点实验室等多个国家/省部级教学、科研平台相继获批成立,为华东理工大学的化学学科建设打下坚实基础。

以目标为引、以实干为要,华东理工大学的化学学科建设实现了跨越式发展:自2010年起,化学学科ESI排名进入全球前千分之一;2017年,化学学科入选教育部一流学科建设名单;2018年,化学学科新增入选上海市II类高峰学科建设计划;2020年5月,化学学科ESI排名已进入全球前万分之三,学科特色与优势更加凸显,整体水平和国际影响力显著提高。

因材施教、激发兴趣,是田禾在培养学生时最注重的两点。“要培养爱国情怀和学术素养,树立高尚的科学理想,不断强化责任感、使命感和团队精神。”田禾表示,只有培植好人才成长的沃土,才能让人才根系更加发达,实现高水平、高层次人才一茬接一茬茁壮成长的良好“育人生态”。

到目前为止,田禾已经培养了博士毕业生60余名、硕士毕业生50余名,其中不乏“杰青”“优博”等精英才俊。他深信,唯有热爱,才能坚持在一个领域深耕,最终开拓出得到国内外学术界认可的一片新天地。

创新之道,唯在得人。经过20年的坚持不懈,田禾以完善创新人才培养体制和一流管理制度建设为抓手,注重学科布局,坚持“引”“育”并举,在汇聚诺贝尔奖获得者、海内外院士等国际学术大师的同时,也培养了一大批优秀中青年人才。今年,他的再传弟子——华东理工大学教授郭志前也获得了上海市青年科技杰出贡献奖的荣誉。在华东理工大学,一个特色鲜明、具有国际视野的化学学科高水平人才培养与科学研究基地正在蓬勃成长。

科技兴国,立时代潮头、促源头创新

田禾带领科研团队,勇立潮头、敢为人先,坚持以改革创新为核心的时代精神,瞄准国际学科发展前沿,投身上海科创中心建设,从全球范围内引进诺贝尔化学奖得主等多位国际知名教授,先后领衔建设教育部结构可控分子工程创新引智基地,上海市精准化学国际联合实验室以及相关的国际合作平台。从2014年到2019年,他本人连续6年入选ESI化学领域全球高被引科学家,并受邀承担多个一流国际学术期刊的主编、副主编和国际编委的工作。

2017年10月正值华东理工大学65周年校庆之际,田禾联合2016年诺贝尔化学奖得主、荷兰格罗宁根大学的费林加院士,在华东理工大学建设费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心,以此作为上海市建设具有全球影响力的科技创新中心的重要承载区之一,进一步促进有机智能材料与分子工程的源头创新,努力在动态化学领域引领学科未来发展。

目前,费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心的仪器设备已基本搭建完成。“这里将设立化学合成的人工智能实验室,提升新材料、新能源的研发速度。”田禾表示,现在很多化学合成还像“手工作坊”,今后这些合成任务可以交给AI机器,它们可以24小时连续工作,这将大大加快研发的速度。

“我将继续瞄准核心技术,潜心科学研究,培育时代新人。”田禾表示,以联合研究中心为平台,华东理工大学将构建国际高端人才在上海开展新形式的国际合作的新机制,探索具有国际视野的本土年轻人才培养的新策略,为对接国家战略建设上海科创中心,提供更具前瞻性和国际影响力的新思路与新实践。

 
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