唐本忠:科学进步就是要不断创新,敢于打破传统认知|院士上封面

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01中国科学院院士唐本忠在国际上首次提出了聚集诱导发光(AIE)的新概念,开创了发光材料应用的新时代。

02AIE是一种奇特的光物理现象,溶液中不发光的有机小分子聚集成聚集体后高效发光。

03唐本忠带领团队展开了一系列深入系统的研究,探索AIE在化学传感器、发光二极管等领域的应用。

04除此之外,唐本忠还提出了“聚集体科学”的概念,呼吁从“分子论”向“聚集体论”的研究范式转移。

05唐本忠院士认为,科学进步就是要不断创新,要敢于打破传统的认知,把基础研究和应用研究两者结合起来。

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封面新闻记者 车家竹 马晓玉

初秋的深圳,空气中仍然夹杂着丝丝热气。装在玻璃小瓶中的聚集诱导发光(AIE)材料粉末,在紫光灯的直射下发出强烈的荧光,耀眼夺目。这看似不起眼的粉末,却开启了发光材料应用的新时代。

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唐本忠院士接受封面新闻专访

本世纪初,唐本忠带领研究团队在国际上首次提出了AIE的新概念。这项中国人改写光物理教科书的发现,在国际上开辟了一个具有原创性和引领性的科学研究新领域,曾获国家自然科学奖一等奖。

9月13日,中国科学院院士,香港中文大学(深圳)理工学院院长唐本忠接受了封面新闻记者专访。



从高分子合成到小分子聚集



现代社会,高分子材料占据举足轻重的地位,尤其是在材料领域。以石油化工为基础,通过一系列化学反应将小分子聚合成具有特定性能的高分子化合物。这种材料具有轻质、高强、耐腐蚀、易加工等优点,在许多领域正在逐渐取代传统的钢铁、陶瓷和木材等材料。高分子材料,展现出了独特的优势和广泛的应用前景。

“我早年从事高分子研究,主要方向是合成新的高分子。一般的塑料不导电,也不会发光。我现在研究可以发光的塑料。”唐本忠介绍道。

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唐本忠院士在实验室

时间追溯到2001年,在有机发光二极管等高科技应用的刺激下,全世界形成了一股研究发光材料的热潮。唐本忠做了与众不同的研究。学生在做实验时意外发现,一种噻咯小分子在稀溶液中不发光,在溶剂挥发后变成干点时却可受激发光。显然,这与教科书中的光物理学常识聚集淬灭发光(ACQ)效应相悖。ACQ效应指的是发光分子在稀溶液里可高效发光,在浓溶液中或固态时则发光减弱或者消失。

唐本忠敏锐地认为,这种“反常”现象“非常有意思”。经过严密设计实验,他和他的团队确认“越聚集、越发光”的现象的确存在,并将这种现象命名为“聚集诱导发光”,也就是AIE。

AIE是一种奇特的光物理现象:溶液中不发光的有机小分子聚集成聚集体后高效发光。这为发光材料的研究和应用开辟了新的方向。由此,他启发了众多科学家加入AIE研究行列,形成了一支庞大的研究队伍。

AIE被认为是“中国科学家开拓和引领的一个新研究领域”。“科学进步就是要不断创新,要敢于打破传统的认知。”唐本忠带领团队展开了一系列深入系统的研究,探索AIE在化学传感器、发光二极管、食品质量监测、生命医药等多个领域的应用,并致力于推动AIE技术“从书架走向货架”。2016年,AIE材料纳米聚集体与其他三种纳米材料,共同被Nature认定为“纳米光革命”的支撑材料。



新材料场上的聚集体



唐本忠沉浸于科研世界、教育世界。“一位科学家应该致力于创新突破。这不是为了出名,而是为了创造新的知识,改变人们的思维方式,增加对自然的理解,从而实现对自然的利用和改造。”唐本忠说。

“中国的科学进步非常快,在许多领域实际上是世界领先的。比如材料研究,既涉及化学也涉及物理。中国科学家在众多领域都取得了很好的成就。”身处大学校园,唐本忠身边有不少年轻教授。“在这样一个大环境下,其实我觉得大家可以不那么‘卷’。但首先你需要教好书,培养好下一代。其次,你必须从事好研究,创造新知识,在创造知识的基础上尽量解决一些国民关注的问题。”对于科研态度的坚持,也希望能够传递给下一代“科研接力棒”。

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唐本忠院士参加科普活动

唐本忠在主笔的《亮了亮了!我让万物发光》中写道:“如果孩子们都认为科学是苦涩的,技术是艰难的,纷纷追求快速赚钱的途径,从长远角度看,这种观念不利于民族复兴、国家发展。”

老子的“一生二,二生三,三生万物”曾给过唐本忠启示:渐变引起突变、量变导致质变,这也符合唯物论的基本认知。基于这样的思考,唐本忠提出了“聚集体科学”的概念,呼吁从“分子论”向“聚集体论”的研究范式转移,从而从更高的维度思考和解决我们面临的各种问题。为此,他创办了名为《聚集体》的科学期刊。

“静下心来,不忘初心,攀登知识的高峰。”聚集微光,也聚集希望,未来科学家在“聚集体”上开垦耕耘、开拓探索,聚集新知识和新技术,推动科学进步和社会发展。



天马行空的“杂”学家



自幼喜好读书的唐本忠,读得进书,也跳得出书。在求学历程中,他也有着自己的“杂”蕴智慧:读杂书、做杂题。幼时嗜读如命,知青岁月挑灯夜读,大学时光废寝忘食,徜徉于浩瀚文字世界,遍览群籍,积聚文化内涵与丰富精神世界;研究生、博士后期间勤学苦练,广泛阅读科学文献、书籍,做“杂”乱的课“题”,游走于多学科、领域,涉猎广泛,铸就了宽广的学术视野和慧眼。

这些“杂学”在他的思想里融会贯通,更带来新的科学启迪。“当发现实验结果与教科书不符时,不要轻易下结论是自己错了,要想到也许实验结果预示着一个新的突破。做研究就是‘见人皆所见,思人所未思’。要敢于跳出框框,力争比巨人看得更高更远。”

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唐本忠院士和他的团队

唐本忠曾用“天马行空”来形容自己的研究模式。虽然是基础科学研究,但他也关注做出来的研究究竟有什么用。他不断发掘新的东西、新的效应、新的现象、新的概念,在这个基础上开发新的产品,新的技术,把基础研究和应用研究两者结合起来,把“杂学”拓展到应用层面。

除开科研,这位“杂”学家也有着关于四川的记忆:“我曾多次前往成都,与四川大学有很多合作,并且有很多好朋友。四川大学的高分子材料研究做得非常好,非常强,我还曾经去过那边的中学,那里的中学生非常优秀。”而留下深刻印象的,不只人,还有美食文化。“四川的饮食非常美味,人非常平和。印象中菜单都是红彤彤的,菜的味道很好,就像那里的人一样炙热、强烈、醇厚。我对四川非常看好,也坚信四川能够发展得更好。”

(图片由受访者提供)

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