“If you want to run fast,run alone。If you want to run far, run with others!”(獨(dú)行快,眾行遠(yuǎn)。)在去年初華南理工大學(xué)舉辦的一次南客學(xué)術(shù)論壇上,唐本忠為學(xué)子送上諄諄教導(dǎo)。而以此來觀察唐本忠本人的學(xué)術(shù)成就時(shí),我們發(fā)現(xiàn)他的學(xué)術(shù)道路走的“既快又遠(yuǎn)”:
他于1982年畢業(yè)于華南理工大學(xué)高分子科學(xué)與工程系,1994年任職于香港科技大學(xué);發(fā)現(xiàn)了聚集誘導(dǎo)發(fā)光(AIE)現(xiàn)象,提出其分子內(nèi)旋轉(zhuǎn)受限機(jī)理。2009年當(dāng)選中國科學(xué)院院士,多次入選全球高被引科學(xué)家。
AIE現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)人
AIE材料發(fā)出明亮、顏色各異的光
發(fā)光分子在稀溶液里可高效發(fā)光,但在濃溶液中或聚集狀下,發(fā)光能力卻減弱甚至完全消失。德國科學(xué)家60年多前發(fā)現(xiàn)的這種聚集猝滅現(xiàn)象,一直嚴(yán)重限制著發(fā)光材料的研究和試用,讓發(fā)光領(lǐng)域的研究者大為撓頭。
避免讓它們聚集在一起,這是大多數(shù)科學(xué)家解決的方向。可是唐本忠卻獨(dú)辟蹊徑,他巧妙地讓平板一樣容易聚集的分子變身成類似螺旋槳一樣的結(jié)構(gòu)。變身后的分子“性情大變”,越是聚集,越能發(fā)出耀眼光芒,尤其在固態(tài)下發(fā)光效果更強(qiáng),而且消耗的能量也大為減少。唐本忠將這種發(fā)光現(xiàn)象命名為聚集誘導(dǎo)發(fā)光,英文簡稱“AIE”。
AIE現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),意味著發(fā)光材料領(lǐng)域一扇全新的大門被推開,被認(rèn)為是“中國科學(xué)家開拓和引領(lǐng)的一個(gè)新研究領(lǐng)域”。AIE現(xiàn)象的重要學(xué)術(shù)意義及其潛在應(yīng)用前景吸引了國內(nèi)外很多研究組從事相關(guān)研究。近年來,在AIE領(lǐng)域無論是發(fā)表的論文還是引用均呈現(xiàn)指數(shù)增長,一系列先進(jìn)功能材料也在實(shí)踐中接踵而至,拉近了人們幻想中的奇妙材料與現(xiàn)實(shí)的距離。2015年舉行的第二屆國際聚集誘導(dǎo)發(fā)光現(xiàn)象及其應(yīng)用研討會(huì)上,有超過300位化學(xué)、物理、生物、醫(yī)療還有工程界的國內(nèi)外專家與會(huì)交流。
憑借杰出的研究成果和科學(xué)貢獻(xiàn),唐本忠獲得了國家自然科學(xué)二等獎(jiǎng),還獲頒Croucher高級(jí)研究成就獎(jiǎng)、中國化學(xué)會(huì)高分子基礎(chǔ)研究王葆仁獎(jiǎng)和Elsevier雜志社馮新德聚合物獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)。
讓科研想象發(fā)展成技術(shù)現(xiàn)實(shí)
唐本忠院士作學(xué)術(shù)報(bào)告
2012年,由唐本忠領(lǐng)銜的華南理工大學(xué)有機(jī)/高分子光電功能材料及應(yīng)用團(tuán)隊(duì)入選廣東省第三批引進(jìn)的創(chuàng)新科研團(tuán)隊(duì)。他率領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)依托于華南理工大學(xué)發(fā)光材料與器件國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,聚集了教育部長江學(xué)者、基金委“優(yōu)秀青年基金”獲得者和國家“青年千人計(jì)劃”入選者等一批高水平人才。在實(shí)驗(yàn)室里,他們把基于AIE現(xiàn)象的研究“玩”出了各種花樣,涉及光電、生物、醫(yī)療等諸多領(lǐng)域,一個(gè)個(gè)科學(xué)想象逐漸發(fā)展成造福社會(huì)的技術(shù)現(xiàn)實(shí)。
比如唐本忠團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),從無定狀態(tài)到結(jié)晶狀態(tài)的AIE材料,施加作用力后在顏色和發(fā)光強(qiáng)度上都有不同。想法天馬行空的唐本忠意識(shí)到,這個(gè)發(fā)現(xiàn)可以成為飛機(jī)風(fēng)洞試驗(yàn)的有力工具:將AIE材料做成涂料抹在飛機(jī)上,風(fēng)洞試驗(yàn)時(shí)這些高分子會(huì)將一切變化清晰地呈現(xiàn)出來,甚至整個(gè)飛機(jī)的應(yīng)力是怎么分布的,熒光都可以通過顏色變化讓人看得一清二楚。這將使風(fēng)洞試驗(yàn)拋開繁瑣的計(jì)算,變得簡單。
團(tuán)隊(duì)研發(fā)的AIE探針,進(jìn)入溶酶體與酶接觸后,通過聚集發(fā)光,能清晰顯示酶的濃度高低。醫(yī)生只需將這一濃度成像與正常影像進(jìn)行比較,就可以判斷患病的概率。而且傳統(tǒng)熒光探針可檢測的溶酶體僅10種左右,AIE探針的檢測范圍至少是傳統(tǒng)探針的4倍。
在實(shí)驗(yàn)室里,唐本忠團(tuán)隊(duì)在顯微鏡下發(fā)現(xiàn),一種特殊的AIE材料一見到細(xì)菌就發(fā)光:有的見了死細(xì)菌發(fā)光,有的見到活細(xì)菌發(fā)光。這個(gè)發(fā)現(xiàn)讓整個(gè)團(tuán)隊(duì)為之振奮。若由AIE材料上陣,使死亡的細(xì)菌發(fā)亮,實(shí)驗(yàn)人員可根據(jù)發(fā)光面積計(jì)算出數(shù)值,就能判斷藥物對(duì)細(xì)菌的殺滅程度有多大。
糖尿病是一種很難事前感知的疾病,發(fā)現(xiàn)尿液中糖分偏高時(shí),往往為時(shí)已晚,只能終身注射胰島素。而唐本忠團(tuán)隊(duì)將分子設(shè)計(jì)得能與葡萄糖結(jié)合,分子量變大,然后就會(huì)聚集,一聚集就發(fā)光。這樣一來只需用紫外燈照射一下尿液,若尿液閃閃發(fā)光,就證明當(dāng)中含葡萄糖,要趕緊去醫(yī)院檢查就醫(yī)。
“原創(chuàng)的科研就像刨一口井,越往下刨泉眼越多,總是跟蹤別人的,早晚會(huì)枯竭”,唐本忠團(tuán)隊(duì)正努力實(shí)踐著,讓AIE材料這口科研之井冒出更多新鮮“泉水”。
華園經(jīng)歷打下騰飛基礎(chǔ)
接受媒體采訪
無論在香港科大還是華南理工,唐本忠都難忘他在華園求學(xué)的時(shí)光。1977年,國家恢復(fù)高考,當(dāng)時(shí)在武鋼一冶工作的唐本忠得知消息后立刻決定報(bào)考。他輾轉(zhuǎn)從圖書館鋪滿灰塵的書堆里找出夜校課本,利用空閑時(shí)間開始自學(xué)。晚上宿舍沒法學(xué)習(xí),他便來到廠區(qū)昏暗的路燈下看書。高考招生時(shí),華工老師看中了他的化學(xué)成績,主動(dòng)把他招進(jìn)了華南理工大學(xué)化工系。
“華南理工絕對(duì)是所好學(xué)校。老師水平高,工作投入,教學(xué)認(rèn)真”,唐本忠認(rèn)為,母校敬業(yè)的老師、有抱負(fù)的同窗和美麗宜人的校園為他創(chuàng)造了一流的學(xué)習(xí)氛圍。為擠出更多的時(shí)間學(xué)習(xí),大學(xué)4年唐本忠沒有回過一次家!“寒、暑假基本都是在圖書館里度過的,因?yàn)槟抢锏臅唷!?nbsp;
華南理工的生活、學(xué)習(xí)歷煉,讓唐本忠對(duì)如何“做人、做事、做學(xué)問”有著更深的認(rèn)識(shí):養(yǎng)成良好品德,做對(duì)社會(huì)有用的人;培養(yǎng)自己的興趣,做自己喜歡做的事;堅(jiān)定目標(biāo),最終才能做出學(xué)問,實(shí)現(xiàn)自己的人生價(jià)值。大學(xué)四年打下的深厚而扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備,為他人生后來的騰飛奠定了至關(guān)重要的基礎(chǔ)。
華工畢業(yè)后,唐本忠先后赴日本、加拿大留學(xué)。回憶此事,唐本忠動(dòng)情地說:“我真的非常感謝國家。在那個(gè)年代如果沒有工人和農(nóng)民將一船船礦產(chǎn)和棉花換成外匯,我們怎么可能出國留學(xué)?現(xiàn)在能為國家服務(wù)我非常高興。”
在一次成果匯報(bào)會(huì)上,唐本忠這樣說:“我要讓我的科研成果在祖國大地開花結(jié)果。”
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