李偉:愿用一輩子研究介孔材料

2022-11-30 02:12:48 來源: 科技日報 作者: 代小佩

科技日報記者 代小佩

連續(xù)三年,李偉入選了全球高被引科學家。今年36歲的李偉現(xiàn)任復旦大學化學系副主任、教授、博士生導師,是介孔材料研究領域的優(yōu)秀青年代表。

“我想去復旦大學化學系”

研究介孔材料是一種偶然。

2007年的一天,大雪紛飛。黑龍江大學一間報告廳內,21歲的李偉和上百名學生擠在一起,聆聽中國科學院院士、復旦大學化學系教授趙東元的學術報告。

趙東元展示了介孔材料的圖片,有的像蜂窩,有的像海綿,還有的像花朵,五光十色,姿態(tài)萬千?!敖榭撞牧咸懒?!”化學的美妙再次讓李偉驚嘆不已。

李偉很喜歡化學。高中課堂上,加沸石防爆沸的實驗讓他覺得奇妙,用試紙做顯色實驗讓他感到有趣……化學反應制造的種種“意想不到”吸引著他探索。他的化學成績始終名列前茅,一心想去化學專業(yè)最好的大學。

沒想到,高考失利了。錯過心儀大學的李偉從老家安徽銅陵農村出發(fā),只身赴東北,來到第二志愿黑龍江大學。他想,既來之則安之。大一下學期,李偉跟隨時任黑龍江大學化學化工與材料學院院長付宏剛教授進了實驗室。

當時實驗室缺設備,想用電鏡得去吉林大學借。實驗室沒有水熱釜,李偉想了個土法子:將高溫反應過程分步進行,在較低溫度下利用尋常的熱水杯作反應釜。利用簡陋儀器,他合成了結構新穎的氧化物納米材料。

趙東元的到來為李偉打開了一扇窗。介孔大約是十萬倍分之一蜂窩孔的大小,介孔材料是五大類納米材料中的一大類,其應用領域橫跨生物醫(yī)藥和石油化工,是當時炙手可熱的研究課題。“聽了趙老師講座我才意識到,我當時還在跟進他幾年前的工作,太落后了。”李偉說。

隨著畢業(yè)臨近,李偉想跟著趙東元學習介孔材料的念頭日益強烈。導師付宏剛看重李偉的勤奮肯鉆研,希望把李偉留在東北這片黑土地。但李偉還是想去黃浦江畔,探索介孔材料中最卓絕的風景。李偉的執(zhí)著最終打動了付宏剛。

由于本科期間發(fā)過2篇SCI論文,又在實驗室“浸泡”了三年,加上成績全院第一,李偉順利拿到復旦大學化學系的錄取通知書。

終于敲開科研的大門

李偉清楚記得,2008年8月8日北京奧運會開幕那天,他最后一次走出黑龍江大學實驗室,躊躇滿志來到上海復旦。

沒想到,迎接他的是三年“沉寂”。“2008年至2011年,我的同門陸續(xù)發(fā)了重量級論文并拿到獎學金,可我一篇文章都沒有?!崩顐ビ行┚趩?。

當時,李偉研究的課題是在塑料等高分子材料上造一些肉眼看不到的介孔。他閱讀了大量文獻,研究多種實驗方法,卻一次又一次失敗。導師趙東元安慰他,功不唐捐,失敗實驗是未來成功實驗的鋪墊。

李偉重整旗鼓,每天早上8點鉆進實驗室,深夜一兩點離開。讀碩博的五年半,他有三個春節(jié)在實驗室度過。天道酬勤,2012年至2014年,李偉陸續(xù)發(fā)表了5篇重量級文章,“我終于打開了科研的大門!”

李偉提出了模塊化組裝新策略,創(chuàng)制了系列結構可控的介孔高分子和碳材料,揭示了介孔獨特的物質輸運及其界面反應規(guī)律。相關研究成果被60多個國家和地區(qū)的1500余家科研機構引用并跟蹤研究,開創(chuàng)了介孔材料領域新方向。他還創(chuàng)制了一系列介孔高分子和碳材料,獲得2020年國家自然科學獎一等獎(第二完成人)。

近年來,李偉更深入思考創(chuàng)新的本質。他認為創(chuàng)新有兩類:一是發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造全新知識,拓寬人類認知邊界;二是把已有知識綜合起來加以應用,推動人類社會進步。李偉說:“不是人人都能成為牛頓和愛因斯坦,但我會盡我所能去修補現(xiàn)有知識體系,不斷創(chuàng)新?!?/p>

李偉當下的目標是讓介孔材料走出實驗室,為社會創(chuàng)造更多價值。比如,利用介孔材料捕捉、儲存和應用二氧化碳,通過介孔材料催化劑提高石油煉油的轉化率,利用介孔材料制作鈉離子鋰電池等。據測算,李偉自主研發(fā)的核殼結構介孔催化劑已實現(xiàn)千噸級生產,相關技術全國推廣后每年可為國家創(chuàng)收近百億元。

提到介孔材料,李偉充滿感情,2007年偶然埋下的那顆火種從未熄滅?!熬镁脼楣Ψ侥苌谱魃瞥桑瑢蒲衼碚f更是如此,要專注和堅持?!崩顐フf,“新的研究熱點層出不窮,很多人離開介孔材料領域,留下的待解課題都是‘硬骨頭’。但我會一輩子研究介孔材料,可能相關文章難發(fā)了,但應用場景仍是一片藍海?!?/p>

責任編輯: 郭科