岂仅科研闯将丨中国分子机器先驱 染料敏化电池第一人 低调的田禾院士


来源:中国粉体网   昧光

[导读]  田禾,1962 年 7 月出生于新疆乌鲁木齐,中国科学院院士,深耕有机功能分子材料的基础与应用研究。

中国粉体网讯  有一位科学家,他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,可以说在科研道路上实现了“过五关斩六将”的壮举。


他踏上科研道路30余载,始终深耕有机功能分子材料的基础与应用研究,很少在公众视野露面。在他当选中科院院士之后,记者多次采访都被他多次平和而坚决地拒绝,“不要报道了。没有什么可说的”。或者来一句“这不是什么重要的事情”。


这个人,就是中国科学院田禾院士。



田禾,1962 年 7 月出生于新疆乌鲁木齐,中国科学院院士,华东理工大学分会副会长、洪堡学者联谊会理事,精细化工专家,华东理工大学教授、博士生导师。


这位低调的院士,却对科学前沿非常敏锐。从国际上最早开展染料敏化太阳能电池研究,到最早报道“可锁”的分子机器相关研究,田禾瞄准分子工程研究领域最前沿的同时,深度挖掘社会需求,在有机功能材料与染料的基础研究和技术开发方面硕果累累。


紧贴国家需求,解决“卡脖子”难题


2000年之前,光敏性染料是田院士的主要研究方向。他从产品工程的基础研究入手,提出染料分子设计新概念,发展了多尺度体系的精细荧光表征方法,解决了产品清洁高效合成工艺的关键难题,取得系列研究成果。他还开发出系列全新结构的高性能光盘染料,解决了低成本合成生产技术难题,突破了光盘染料的中国国外技术壁垒。


当他们的发明专利公布之后,国际同类染料的价格立刻下降了1/3。而田禾说,那时我国的化学工业基础还很薄弱,“国家需要什么,我们就研发什么”。


“超前”看好分子机器,诺奖得主33次提到他


上世纪90年代后期,田禾注意到,“分子机器”这一全新概念在国际上逐渐兴起。于是他果断转向,投入到这一前沿领域中。由于该领域在国际上尚属“无人区”,极具挑战性,当他向国家自然科学基金委申请项目时,最终是作为“非共识项目”获得了八万元探索经费。


在20年中,作为国内最早独立在分子机器领域开展研究的团队,田禾团队取得了一系列令全球学术界瞩目的成就:首次提出用荧光信号来表征分子机器运动状态的思路;首次实现人工分子机器在离子跨膜运输领域的应用;原创性提出“振动诱导发光(VIE)”新概念和新的分子发光机制,构建起一系列生物分子探针……


勇闯“无人区”的田禾,成果被国际著名学者大量引用,产生了巨大影响。2016年诺贝尔化学家得主斯托达特教授在其最新著作中33次提及田禾在分子机器领域的工作,其中配图详细论述22次。2014年到2019年,田禾连续六年入选ESI(基本科学指标数据库),并受邀担任多个国际学术期刊的主编、副主编和国际编委。


用严谨的数据走完“最后一公里”


分子马达、分子开关、分子探针、分子肌肉……徜徉于分子机器的世界,田禾探索的脚步一刻也不停歇。如果说,现在临床上使用的荧光探针只能为人们想要追踪的特异性生物标志物拍照,那么田禾最近提出的分子探针,有望在未来给它们拍视频。田禾说:“这是一块异常难啃的骨头,但我有耐心,也有信心,一定要用严谨的数据走完从基础研究到临床应用的‘最后一公里’。”


2016 年,用VIE分子设计理念指导构建的生物分子探针,田禾团队实现了对阿尔茨海默症生物标志物β淀粉聚集体的比率型检测。


此外,针对肿瘤,田禾团队还合成出具有肿瘤细胞靶向识别的红外/近红外光荧光生物探针,不但可以实现活体肿瘤标志物的特异性检测,还能通过精确的靶向能力和可编程的药物释放,显著提高相关的治疗效率。


目前,相关分子探针正在和医院开展临床研究。尽管已经获得了若干发明专利,田禾并不心急。“我很谨慎,成果转化需要经得住考验。”他说,一项成果推出至少需要10年以上的研究时间,研发的试剂盒要让普通人接受简单培训就可以操作使用,而不会造成假阴性和假阳性。这对检测产品的灵敏度和特异性都要求非常高。


春风化雨 桃李满园


在30多年的科研生涯中,田禾培养了60多名博士、50多名硕士,在学术界、产业界各有建树。其中,1999 年博士毕业的朱为宏已经是华东理工大学科学技术发展研究院常务副院长,其领衔的项目“有机功能染料稳定性强化原理与应用基础研究”荣获 2019 年度国家自然科学奖二等奖,并排名第一。


2006 年博士毕业的曲大辉也已经是华东理工大学化学与分子工程学院院长,在光驱动轮烷型分子机器等研究领域取得了重要成果。


2020年,田禾的“再传弟子”华东理工大学教授郭志前,接连斩获2019年度国家自然科学奖二等奖和2020年度上海青年科技杰出贡献奖。


田禾院士深信,唯有热爱,才能坚持在一个领域深耕,最终开拓出能够得到国内外学术界认可的一片新天地。


参考来源:

文汇报,田禾:与诺奖得主并肩开拓创新

上海留学人员人才网,20年打造分子机器“梦工厂”——记上海市科技功臣田禾院士

百度百科,田禾


(中国粉体网编辑整理/昧光)

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作者:昧光

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