上海科技奖｜“造孔之人”赵东元被评为科技功臣：做实验需“异想天开”

中国科学院院士赵东元  本文图片均由 复旦大学 提供

做出怎样的贡献，会被评为上海科技功臣？

身为中国科学院院士、复旦大学化学系教授，赵东元23年来始终专注功能介孔材料研究，取得一系列创新研究成果，更因为原创性提出了有机-有机自组装思想，创制了有序功能介孔高分子和碳材料，揭示了介孔独特的物质输运和界面反应规律，获得国家自然科学奖一等奖，2023年5月26日，赵东元又被评为2022年度上海市科技功臣。

身为一名院士，赵东元却依旧坚持给本科生开课，培育青年研究人才，在他看来，做好科学研究和培育科学英才同样重要。

“作为科学家，我认为科学无国界，但科学家有自己的祖国和文化。尤其是基础科研人员，应该在更多的研究领域用中国人的名字命名，来弘扬中国人的自信。”赵东元期待着，能有一代又一代青年科技人才涌现，未来有越来越多中国人的名字，出现在学生们的教科书上。

实验过程非常复杂，“像在一个黑箱子里乱撞”

1998年，35岁的赵东元结束了在美国加州大学圣芭芭拉分校的博士后工作，从美国洛杉矶直飞上海。

赵东元刚回国时，国内整体科研条件和国外差距较大。复旦大学为这位引进人才提供了3万元科研经费。赵东元买了一台电脑，很快坐进简陋的催化楼办公室，写起研究计划，便带着5个本科生，开始了对功能介孔材料创制和合成的研究。

“介孔材料是一种多孔材料，孔径在2-50纳米。而功能化介孔材料，是将介孔材料改性而使其具有不同的功能。”赵东元介绍，介孔材料是20世纪发展起来的崭新的材料体系，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。

在无机介孔领域，赵东元已经带领团队提出了多种合成策略，实现了无机介孔材料定向合成，发明了19种以复旦大学（FDU）命名的功能介孔材料，这批FDU系列介孔材料被列入化学试剂手册，被广泛研究和使用。

2001年左右，整个介孔材料都局限于无机材料。赵东元又突发奇想：做了这么多无机介孔材料，能不能创造一种有机的高分子材料，又软又轻又好用，还能在国民经济中创造出非常高的价值？

为了攻克这个难题，赵东元组建科研团队，苦战5年。回顾整个过程，赵东元感慨，实验之所以做成，一是因为“异想天开”，二是足够幸运。“整个合成过程非常复杂，就像是在一个黑箱子里乱撞。”前四年多时间，进展非常缓慢。

赵东元在实验室

转机来自一位复旦转专业的本科生。2002年，复旦大学在全国率先施行本科生转专业制度。酷爱化学、高考未能被第一志愿录取的历史系学生顾栋，申请转到化学系，后选择赵东元作为本科生导师，开始在实验室参与一些研究工作。

时隔十几年，如今已是武汉大学教授的顾栋，回忆起2003年10月7日的那个深夜，依然难掩激动。当天，他用一种反常规的方法进行实验，测试得到一组非常漂亮的数据。“顾栋非常聪明，他提出把高分子先聚再合成的做法，一下子把步骤从5个简化成2个。”赵东元在学生的启发下打开了思路。接下来两个月，大家紧锣密鼓调节实验参数、测试分析，年底就基本得到了所有数据。

2005年，赵东元在《德国应用化学》上发表文章，在有机-无机自组装的基础上首次提出有机-有机自组装的新思想，并将实验方法公之于众。至今已经吸引60多个国家和地区的1500余家科研机构跟踪研究，利用相似的方法研究介孔高分子和碳材料等，发表论文4万多篇。

转化成果已用于上海世博会、北京奥运村

深耕介孔材料研究25年，勇闯基础研究无人区外，赵东元也一直关注科研成果的转化和利用。

“化学是离工业最近的一门基础学科，很多研究成果都能实现转化。”赵东元相信“天生我材必有用”，既然能创造出这个结构的材料，那么肯定能找到它的用途，哪怕目前来看还较昂贵。

赵东元（中）指导学生实验

经过不断压缩成本，赵东元团队将科研成果投入到工业化生产，开展大规模制备。比如：将介孔材料作为催化剂使用，实现了核壳结构介孔分子筛催化剂千吨级生产与工业化应用，大大提高重油转化效率，在齐鲁石化56万吨/年重油转化装置上工业应用，已稳定运行5年，与国外UOP催化剂相比，中间馏分油收率提高1.5%，全国推广后每年可为中石化增产约150万吨的高质量油品。

在介孔高分子和碳材料的规模化制备和应用方面，赵东元团队成果转化催生出了介孔碳超级电容器、钯介孔碳催化剂、铜锰介孔碳催化剂等产品，已经利用于上海世博会、北京奥运村等场景，近3年销售额已超过4亿元。

“布袋院士”已为本科生上课20年

2021年11月3日上午，赵东元在北京人民大会堂接受了国家自然科学奖一等奖的颁奖。颁奖结束后，他马不停蹄地赶回了复旦，因为第二天一早8点，他要给本科生上课。

赵东元赶回学校为本科生上课。他拎着布袋子，袋子里装着他的一等奖证书。

于是，有了2021年11月4日一张刷爆朋友圈的照片。照片中，赵东元拎着布袋子，站在复旦大学袁成英楼门前。袋子里装着他的一等奖证书。拍这张照片的教师周桂发上午十点去开会，没想到在袁成英楼门口碰见赵东元。“我很惊讶，‘你不是昨天还在领奖吗？怎么就回来了？’”这时，赵东元已经上完两节本科生的课，脸色红润，带着刚上完课的兴奋。

赵东元重视本科生教育，坚持为全校自然科学大类的大一学生上专业基础课《普通化学》。作为全校的通识课程，这门课程概念多、内容抽象，但他总能把课程讲得诙谐有趣、深入浅出，并结合材料科学最新进展给大家讲解元素的性质。从2003年起，20年来，一周两次几乎从未间断。

5月中旬，又一次走出课堂的赵东元依旧难掩与学生交流互动的快乐。“在课堂上学生们用求知的眼睛看着你，能够给学生们播下科研的种子，真的很有意义。”赵东元透露，自己开设的超过百人的大课，每次学期初学生们都是要定了闹钟准点抢课的，颇受欢迎。

育人，是他除了科研之外最为关注的事情。在复旦20多年，赵东元团结了一批年轻人。他所带的团队，有一个不成文的规定，每次赵院士获奖拿到的奖金，有20%-30%用来资助年轻学者发展。

如今，赵东元已培养研究生和博士后百余名，为国内外学术界培养了大量优秀人才，包括国家杰出青年科学基金获得者7人、国家四青人才25人、全国优秀博士学位论文奖获得者3人等，获国家级教学成果二等奖、上海市教学成果奖、宝钢优秀教师特等奖、上海市教书育人楷模等奖励和荣誉。

赵东元还有着更长远的目标，推出一批具有世界影响力的原创性成果，创制中国牌号的新一代催化材料，形成以功能介孔材料为中心的多领域全覆盖研究高地，引领国际介孔材料领域的发展。