“If you want to run fast,run alone。If you want to run far, run with others!”(獨行快,眾行遠。)在去年初華南理工大學舉辦的一次南客學術(shù)論壇上,唐本忠為學子送上諄諄教導(dǎo)。而以此來觀察唐本忠本人的學術(shù)成就時,我們發(fā)現(xiàn)他的學術(shù)道路走的“既快又遠”:
他于1982年畢業(yè)于華南理工大學高分子科學與工程系,1994年任職于香港科技大學;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)受限機理。2009年當選中國科學院院士,多次入選全球高被引科學家。
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。德國科學家60年多前發(fā)現(xiàn)的這種聚集猝滅現(xiàn)象,一直嚴重限制著發(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)科學家解決的方向。可是唐本忠卻獨辟蹊徑,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,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,被認為是“中國科學家開拓和引領(lǐng)的一個新研究領(lǐng)域”。AIE現(xiàn)象的重要學術(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,一系列先進功能材料也在實踐中接踵而至,拉近了人們幻想中的奇妙材料與現(xiàn)實的距離。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)用研討會上,有超過300位化學、物理、生物、醫(yī)療還有工程界的國內(nèi)外專家與會交流。
憑借杰出的研究成果和科學貢獻,唐本忠獲得了國家自然科學二等獎,還獲頒Croucher高級研究成就獎、中國化學會高分子基礎(chǔ)研究王葆仁獎和Elsevier雜志社馮新德聚合物獎等獎項。
讓科研想象發(fā)展成技術(shù)現(xiàn)實
唐本忠院士作學術(shù)報告
2012年,由唐本忠領(lǐng)銜的華南理工大學有機/高分子光電功能材料及應(yīng)用團隊入選廣東省第三批引進的創(chuàng)新科研團隊。他率領(lǐng)的團隊依托于華南理工大學發(fā)光材料與器件國家重點實驗室,聚集了教育部長江學者、基金委“優(yōu)秀青年基金”獲得者和國家“青年千人計劃”入選者等一批高水平人才。在實驗室里,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,一個個科學想象逐漸發(fā)展成造福社會的技術(shù)現(xiàn)實。
比如唐本忠團隊發(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)光強度上都有不同。想法天馬行空的唐本忠意識到,這個發(fā)現(xiàn)可以成為飛機風洞試驗的有力工具:將AIE材料做成涂料抹在飛機上,風洞試驗時這些高分子會將一切變化清晰地呈現(xiàn)出來,甚至整個飛機的應(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。這將使風洞試驗拋開繁瑣的計算,變得簡單。
團隊研發(fā)的AIE探針,進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。
在實驗室里,唐本忠團隊在顯微鏡下發(fā)現(xiàn),一種特殊的AIE材料一見到細菌就發(fā)光:有的見了死細菌發(fā)光,有的見到活細菌發(fā)光。這個發(fā)現(xiàn)讓整個團隊為之振奮。若由AIE材料上陣,使死亡的細菌發(fā)亮,實驗人員可根據(jù)發(fā)光面積計算出數(shù)值,就能判斷藥物對細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,往往為時已晚,只能終身注射胰島素。而唐本忠團隊將分子設(shè)計得能與葡萄糖結(jié)合,分子量變大,然后就會聚集,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,早晚會枯竭”,唐本忠團隊正努力實踐著,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的時光。1977年,國家恢復(fù)高考,當時在武鋼一冶工作的唐本忠得知消息后立刻決定報考。他輾轉(zhuǎn)從圖書館鋪滿灰塵的書堆里找出夜校課本,利用空閑時間開始自學。晚上宿舍沒法學習,他便來到廠區(qū)昏暗的路燈下看書。高考招生時,華工老師看中了他的化學成績,主動把他招進了華南理工大學化工系。
“華南理工絕對是所好學校。老師水平高,工作投入,教學認真”,唐本忠認為,母校敬業(yè)的老師、有抱負的同窗和美麗宜人的校園為他創(chuàng)造了一流的學習氛圍。為擠出更多的時間學習,大學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,因為那里的書多!
華南理工的生活、學習歷煉,讓唐本忠對如何“做人、做事、做學問”有著更深的認識:養(yǎng)成良好品德,做對社會有用的人;培養(yǎng)自己的興趣,做自己喜歡做的事;堅定目標,最終才能做出學問,實現(xiàn)自己的人生價值。大學四年打下的深厚而扎實的專業(yè)知識儲備,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。回憶此事,唐本忠動情地說:“我真的非常感謝國家。在那個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?現(xiàn)在能為國家服務(wù)我非常高興。”
在一次成果匯報會上,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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