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田禾:与诺奖得主并肩创新
《华东科技》     发布时间:2021-01-25 14:40:18.0    

|  中国科学院院士、华东理工大学教授田禾


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,再到开创动态共价键、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的基础与应用研究,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,田禾获评“2019年度上海市科技功臣”。

树报国之志、立科研尖端

改革开放之初的1978年,田禾离开出生地新疆跨入了大学校门。1989年,田禾在华东理工大学博士毕业留校任教至今,与上海结缘逾三十载。

“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。”田禾回忆,我们这一代学者,大都是受陈景润的故事、两弹一星的故事所激励,当时的口号至今仍印象深刻:落后就要挨打!

科研期间,他解决了一个个功能染料技术难题——可录式光盘专用染料的研究成果使中国成为当时少数有能力生产这类有机材料的国家之一,实现知识产权自主后,同类进口产品价格应声下降1/3;另一方面,光变色浓缩液和树脂的研究成果应用于变色镜领域,支撑民族企业占据光变色材料全球市场六成以上份额,“国际大牌太阳镜说不定也用我们的专利产品”。

同时,瞄准分子机器这个世界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”是众多国际科研团队面临的前沿挑战。田禾带领研究团队,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。至今,田禾已发表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103,相关研究曾获国家自然科学奖二等奖和国家科技进步奖二等奖等多项科技奖励及2016年度法国—中国化学会讲座奖等。


树一流目标、领学科发展

作为高校科研工作者,培养一流人才、建设世界一流学科始终是田禾的奋斗目标。他带领科研团队以建设精准化学与分子工程国际合作研究平台为契机,汇聚和培养了一大批优秀年轻人才,提升了华东理工大学化学学科的整体水平和国际影响力。

因材施教、激发兴趣,是田禾院士在培养学生时注重的两个方面。田禾谈道,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、高层次人才茁壮成长的良好“育人生态”。

回顾这些年,他直言,出于考核压力或生活压力,如今年轻一代对挑战失败还是“非常有顾虑”。比如在分子探针用于临床的重大疾病精准检测中,团队中相关学生要天天跑医院,跑得最多的就是肿瘤医院。尽管任劳任怨,但类似的实验存在较高的失败率,临床之路还很长很长,因此可能发表不了文章,拿不到学位,甚至毕不了业。“而我,已经毕业了,都考核过了,作为过来人,最不怕失败。”于是,田禾总是带头试水。

他的学生们也纷纷冲上前沿。“化学与分子工程学院院长曲大辉是我师弟,我们都是田老师的学生。”华理科学技术发展研究院常务副院长朱为宏是田禾指导下的全国百篇优秀博士论文作者,他1999年获博士学位,2013年成为国家杰出青年,2019年获得国家自然科学二等奖。

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。

一直以来,田禾的科研成就获得了包括诺贝尔奖得主在内的国际同行的尊重。2017年10月,他联合2016年诺贝尔化学奖得主、荷兰格罗宁根大学的费林加,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,促进有机智能材料与分子工程的源头创新。

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”,田禾提到,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。

问及未来,田禾说道:“我将继续瞄准核心技术,潜心科学研究,培育时代新人。”



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