“If you want to run fast,run alone。If you want to run far, run with others!”(独行快,众行远。)在去年初华南理工大学举办的一次南客学术论坛上,唐本忠为学子送上谆谆教导。而以此来观察唐本忠本人的学术成就时,我们发现他的学术道路走的“既快又远”:
他于1982年毕业于华南理工大学高分子科学与工程系,1994年任职于香港科技大学;发现了聚集诱导发光(AIE)现象,提出其分子内旋转受限机理。2009年当选中国科学院院士,多次入选全球高被引科学家。
AIE现象的发现人
AIE材料发出明亮、颜色各异的光
发光分子在稀溶液里可高效发光,但在浓溶液中或聚集状下,发光能力却减弱甚至完全消失。德国科学家60年多前发现的这种聚集猝灭现象,一直严重限制着发光材料的研究和试用,让发光领域的研究者大为挠头。
避免让它们聚集在一起,这是大多数科学家解决的方向。可是唐本忠却独辟蹊径,他巧妙地让平板一样容易聚集的分子变身成类似螺旋桨一样的结构。变身后的分子“性情大变”,越是聚集,越能发出耀眼光芒,尤其在固态下发光效果更强,而且消耗的能量也大为减少。唐本忠将这种发光现象命名为聚集诱导发光,英文简称“AIE”。
AIE现象的发现,意味着发光材料领域一扇全新的大门被推开,被认为是“中国科学家开拓和引领的一个新研究领域”。AIE现象的重要学术意义及其潜在应用前景吸引了国内外很多研究组从事相关研究。近年来,在AIE领域无论是发表的论文还是引用均呈现指数增长,一系列先进功能材料也在实践中接踵而至,拉近了人们幻想中的奇妙材料与现实的距离。2015年举行的第二届国际聚集诱导发光现象及其应用研讨会上,有超过300位化学、物理、生物、医疗还有工程界的国内外专家与会交流。
凭借杰出的研究成果和科学贡献,唐本忠获得了国家自然科学二等奖,还获颁Croucher高级研究成就奖、中国化学会高分子基础研究王葆仁奖和Elsevier杂志社冯新德聚合物奖等奖项。
让科研想象发展成技术现实
唐本忠院士作学术报告
2012年,由唐本忠领衔的华南理工大学有机/高分子光电功能材料及应用团队入选广东省第三批引进的创新科研团队。他率领的团队依托于华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室,聚集了教育部长江学者、基金委“优秀青年基金”获得者和国家“青年千人计划”入选者等一批高水平人才。在实验室里,他们把基于AIE现象的研究“玩”出了各种花样,涉及光电、生物、医疗等诸多领域,一个个科学想象逐渐发展成造福社会的技术现实。
比如唐本忠团队发现,从无定状态到结晶状态的AIE材料,施加作用力后在颜色和发光强度上都有不同。想法天马行空的唐本忠意识到,这个发现可以成为飞机风洞试验的有力工具:将AIE材料做成涂料抹在飞机上,风洞试验时这些高分子会将一切变化清晰地呈现出来,甚至整个飞机的应力是怎么分布的,荧光都可以通过颜色变化让人看得一清二楚。这将使风洞试验抛开繁琐的计算,变得简单。
团队研发的AIE探针,进入溶酶体与酶接触后,通过聚集发光,能清晰显示酶的浓度高低。医生只需将这一浓度成像与正常影像进行比较,就可以判断患病的概率。而且传统荧光探针可检测的溶酶体仅10种左右,AIE探针的检测范围至少是传统探针的4倍。
在实验室里,唐本忠团队在显微镜下发现,一种特殊的AIE材料一见到细菌就发光:有的见了死细菌发光,有的见到活细菌发光。这个发现让整个团队为之振奋。若由AIE材料上阵,使死亡的细菌发亮,实验人员可根据发光面积计算出数值,就能判断药物对细菌的杀灭程度有多大。
糖尿病是一种很难事前感知的疾病,发现尿液中糖分偏高时,往往为时已晚,只能终身注射胰岛素。而唐本忠团队将分子设计得能与葡萄糖结合,分子量变大,然后就会聚集,一聚集就发光。这样一来只需用紫外灯照射一下尿液,若尿液闪闪发光,就证明当中含葡萄糖,要赶紧去医院检查就医。
“原创的科研就像刨一口井,越往下刨泉眼越多,总是跟踪别人的,早晚会枯竭”,唐本忠团队正努力实践着,让AIE材料这口科研之井冒出更多新鲜“泉水”。
华园经历打下腾飞基础
接受媒体采访
无论在香港科大还是华南理工,唐本忠都难忘他在华园求学的时光。1977年,国家恢复高考,当时在武钢一冶工作的唐本忠得知消息后立刻决定报考。他辗转从图书馆铺满灰尘的书堆里找出夜校课本,利用空闲时间开始自学。晚上宿舍没法学习,他便来到厂区昏暗的路灯下看书。高考招生时,华工老师看中了他的化学成绩,主动把他招进了华南理工大学化工系。
“华南理工绝对是所好学校。老师水平高,工作投入,教学认真”,唐本忠认为,母校敬业的老师、有抱负的同窗和美丽宜人的校园为他创造了一流的学习氛围。为挤出更多的时间学习,大学4年唐本忠没有回过一次家!“寒、暑假基本都是在图书馆里度过的,因为那里的书多。”
华南理工的生活、学习历炼,让唐本忠对如何“做人、做事、做学问”有着更深的认识:养成良好品德,做对社会有用的人;培养自己的兴趣,做自己喜欢做的事;坚定目标,最终才能做出学问,实现自己的人生价值。大学四年打下的深厚而扎实的专业知识储备,为他人生后来的腾飞奠定了至关重要的基础。
华工毕业后,唐本忠先后赴日本、加拿大留学。回忆此事,唐本忠动情地说:“我真的非常感谢国家。在那个年代如果没有工人和农民将一船船矿产和棉花换成外汇,我们怎么可能出国留学?现在能为国家服务我非常高兴。”
在一次成果汇报会上,唐本忠这样说:“我要让我的科研成果在祖国大地开花结果。”
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