精彩回顧 | 中國化學會第32屆學術年會大會特邀報告

發(fā)布時間：2021年04月29日 來源：中國化學會

中國化學會第32屆學術年會于2021年4月19-22日在珠海國際會展中心順利召開。本屆年會以“賦能化學 賦能未來”為主題，邀請了中國科學院院士、中國科學技術大學教授俞書宏，中國科學院院士、中國科學院理化技術研究所研究員吳驪珠，中國科學院院士、上海交通大學教授樊春海，加拿大皇家科學院院士、加拿大麥吉爾大學教授朝軍分別作題為《仿生材料的設計、合成與未來》、《光化學轉換》、《探索微觀世界的確定性基因》、《Inventing New Reactions for a Green Economy》的大會特邀報告。會務組概述了四個大會特邀報告的主要內(nèi)容，精彩與您分享！

一、仿生材料的設計合成與未來

中國科學院院士俞書宏作了題為《仿生材料的設計合成與未來》的大會特邀報告。俞書宏院士指出，自然界中存在大量具有多尺度、多級結構和奇異功能的生物材料或生物體，研究這些生物材料的結構和性能，能為人們在跨尺度的仿生材料設計開辟新的途徑。俞院士從天然貝殼結構引發(fā)思考，參照其砌墻式策略，提出雙向冷凍法，構建了多層幾丁質框架，創(chuàng)立了介觀尺度“組裝與礦化”相結合的合成方法, 首次成功礦化合成了宏觀尺度人工珍珠母。這種仿珍珠母材料的化學組分、結構，與天然珍珠母相似，力學性能相當，具有優(yōu)越的抗斷裂性能。接著，俞院士又介紹其團隊在人工木材合成上的研究成果。俞院士發(fā)展了一種新型納米纖維仿生結構材料的制造方法，成功研制了高性能仿生木材，其密度僅為鋼的六分之一，而比強度、比韌性均超過傳統(tǒng)合金材料、陶瓷和工程塑料，這種人工木材在航空航天、軍事國防、民生、精密儀器等領域將具有廣闊的應用前景。最后，俞院士又介紹其在“尋找未來可持續(xù)的材料”方面的研究進展，俞院士講述目前廣泛使用塑料導致大自然中殘留難以降解的塑料微粒，通過食物鏈危害人類健康，急需新型的可持續(xù)環(huán)保材料替代傳統(tǒng)材料。俞院士團隊利用天然纖維素衍生制造出一系列材料產(chǎn)品，有望將來制成飛行器部件、環(huán)保涂料、包裝材料等等。俞院士團隊還將灌木、秸稈等生物質變廢為寶，研制了具有各向同性、智能導電、抗電磁性的人工木材。這些仿生材料對推動生態(tài)文明建設具有重要意義。

 

俞書宏 院士做大會特邀報告

 

二、光化學轉換

中國科學院院士吳驪珠作了題為《光化學轉換》的大會特邀報告。吳驪珠院士指出，光合作用是地球上最重要、規(guī)模最大的化學反應，如果可以人工進行光合作用，將有望解決能源短缺和環(huán)境污染問題，助力國家碳中和戰(zhàn)略。吳院士通過模擬自然界光合作用系統(tǒng)I和系統(tǒng)II，開發(fā)了高效、穩(wěn)定、廉價的人工光合成分解水體系，將國際上最高產(chǎn)氫催化轉換數(shù)提升到1600萬，取得了人工光合成制氫研究的突破性進展。吳院士利用穩(wěn)態(tài)、時間分辨和空間分辨技術，闡明了光誘導電子轉移、能量傳遞和化學轉換的機制。利用光化學合成“潔凈、節(jié)能、節(jié)約”的特點，實現(xiàn)了若干具有重要意義和應用價值的化學反應，創(chuàng)建“放氫交叉偶聯(lián)”反應，突破了傳統(tǒng)脫氫偶聯(lián)反應必需加入化學計量氧化劑的局限，實現(xiàn)了多種惰性鍵的活化和交叉偶聯(lián)，在常溫常壓下實現(xiàn)了苯胺和苯酚的一步合成，為苯胺和苯酚等重要基礎工業(yè)原料的綠色合成提供了全新的解決方案。有力推動了光化學的發(fā)展和進步。

吳驪珠 院士做大會特邀報告

 

三、探索微觀世界的確定性基因

中國科學院院士樊春海作《探索微觀世界的確定性基因》大會特邀報告。樊春海院士以 “有之以為利，無之以為用”為例，說明了“框架核酸”研究的重要性，詳細闡述了DNA折紙術和框架球形核酸的科研進展，還展望了基于DNA分子的大數(shù)據(jù)存儲技術的當前發(fā)展與未來前景。他指出，當前人類比任何時代都更需要“確定性”。作為構建生命的基本單元，DNA雙螺旋結構不僅為生命世界的遺傳確定性提供了物質基礎，而且也為物質世界提供了分子尺度的信息載體。人類可以利用DNA自組裝技術構建“分子機器”，基于DNA攜帶的信息進行編碼和解碼。DNA不僅僅是生命的奧秘，還可以作為可編程材料形成人造納米結構，從而源于自然、超越自然的功能。他闡述了以DNA分子編碼來進行仿原子價態(tài)的納米顆粒組裝及化學反應研究。解讀了DNA折紙術技術的原理和應用，包括合成不對稱的納米中國地圖，并通過將納米花紋進一步圖形化組裝成防偽納米熊貓的研究。展望了DNA存儲的歷史和未來。人類社會文明史，是一部信息存儲方式革新的歷史。提出框架核酸高維DNA存儲新概念，有望通過形狀等信息進行編碼。DNA存儲具有長期穩(wěn)定、常溫保存、節(jié)省能源的優(yōu)勢，為未來信息存儲提供了可行途徑，為賦能化學賦能未來做出貢獻。

 

樊春海 院士做大會特邀報告

 

四、Inventing New Reactions for A Green Economy （線上報告）

李朝軍院士以《Inventing New Reactions for A Green Economy》為題作了大會特邀報告。他就“人類社會的未來發(fā)展問題”進行展開，提出化學科學在近代社會的經(jīng)濟發(fā)展中起到了關鍵作用。然而，隨著全球工業(yè)化的發(fā)展，人類社會面臨能源、資源、環(huán)境等諸多可持續(xù)發(fā)展問題。李院士結合組內(nèi)原創(chuàng)性工作，系統(tǒng)地討論了如何以綠色經(jīng)濟的方式在合成化學中開發(fā)全新的反應過程，包括保護劑的去除，官能團化過程的簡化和將生物質分子直接作為反應替代物等。在傳統(tǒng)的有機反應中，往往涉及到官能團保護及去保護的反應過程，多以鹵代烴或其衍生物作為中間體進行轉化。以綠色經(jīng)濟的方式簡化反應過程具有極大的挑戰(zhàn)。李院士團隊通過水中的格式反應及醛炔胺三組分反應，有效避免了保護-脫保護過程；開創(chuàng)性地實現(xiàn)直接交叉脫氫偶聯(lián)反應過程，避免了官能團化-去官能團化過程；并進一步實現(xiàn)在酚氨偶聯(lián)等反應，利用含氧官能團的有機分子作為金屬有機試劑或鹵代烴的替代物。展望未來，如何簡化化學化工的生產(chǎn)過程，使其更為綠色高效，李院士引用老子《道德經(jīng)》中“道可道非常道，名可名非常名”來激勵科研工作者們，大家的努力會讓未來未知的科學技術更加燦爛多彩。

李朝軍 院士做大會特邀報告