精彩回顧 | 中國化學(xué)會第32屆學(xué)術(shù)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(xué)會

中國化學(xué)會第32屆學(xué)術(shù)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(xué) 賦能未來”為主題，邀請了中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授俞書宏，中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所研究員吳驪珠，中國科學(xué)院院士、上海交通大學(xué)教授樊春海，加拿大皇家科學(xué)院院士、加拿大麥吉爾大學(xué)教授朝軍分別作題為《仿生材料的設(shè)計、合成與未來》、《光化學(xué)轉(zhuǎn)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(wù)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(shè)計合成與未來

中國科學(xué)院院士俞書宏作了題為《仿生材料的設(shè)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(jié)構(gòu)和奇異功能的生物材料或生物體，研究這些生物材料的結(jié)構(gòu)和性能，能為人們在跨尺度的仿生材料設(shè)計開辟新的途徑。俞院士從天然貝殼結(jié)構(gòu)引發(fā)思考，參照其砌墻式策略，提出雙向冷凍法，構(gòu)建了多層幾丁質(zhì)框架，創(chuàng)立了介觀尺度“組裝與礦化”相結(jié)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(xué)組分、結(jié)構(gòu)，與天然珍珠母相似，力學(xué)性能相當(dāng)，具有優(yōu)越的抗斷裂性能。接著，俞院士又介紹其團(tuán)隊(duì)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(jié)構(gòu)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(qiáng)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(lǐng)域?qū)⒕哂袕V闊的應(yīng)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(jìn)展，俞院士講述目前廣泛使用塑料導(dǎo)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(tuán)隊(duì)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(tuán)隊(duì)還將灌木、秸稈等生物質(zhì)變廢為寶，研制了具有各向同性、智能導(dǎo)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(shè)具有重要意義。

 

俞書宏 院士做大會特邀報告

 

二、光化學(xué)轉(zhuǎn)換

中國科學(xué)院院士吳驪珠作了題為《光化學(xué)轉(zhuǎn)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(xué)反應(yīng)，如果可以人工進(jìn)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(zhuǎn)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(jìn)展。吳院士利用穩(wěn)態(tài)、時間分辨和空間分辨技術(shù)，闡明了光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移、能量傳遞和化學(xué)轉(zhuǎn)換的機(jī)制。利用光化學(xué)合成“潔凈、節(jié)能、節(jié)約”的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了若干具有重要意義和應(yīng)用價值的化學(xué)反應(yīng)，創(chuàng)建“放氫交叉偶聯(lián)”反應(yīng)，突破了傳統(tǒng)脫氫偶聯(lián)反應(yīng)必需加入化學(xué)計量氧化劑的局限，實(shí)現(xiàn)了多種惰性鍵的活化和交叉偶聯(lián)，在常溫常壓下實(shí)現(xiàn)了苯胺和苯酚的一步合成，為苯胺和苯酚等重要基礎(chǔ)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(xué)的發(fā)展和進(jìn)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(xué)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(xì)闡述了DNA折紙術(shù)和框架球形核酸的科研進(jìn)展，還展望了基于DNA分子的大數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的當(dāng)前發(fā)展與未來前景。他指出，當(dāng)前人類比任何時代都更需要“確定性”。作為構(gòu)建生命的基本單元，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)不僅為生命世界的遺傳確定性提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，而且也為物質(zhì)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(shù)構(gòu)建“分子機(jī)器”，基于DNA攜帶的信息進(jìn)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(jié)構(gòu)，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(jìn)行仿原子價態(tài)的納米顆粒組裝及化學(xué)反應(yīng)研究。解讀了DNA折紙術(shù)技術(shù)的原理和應(yīng)用，包括合成不對稱的納米中國地圖，并通過將納米花紋進(jìn)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(jìn)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(xué)賦能未來做出貢獻(xiàn)。

 

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(jìn)行展開，提出化學(xué)科學(xué)在近代社會的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起到了關(guān)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(jié)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(jì)的方式在合成化學(xué)中開發(fā)全新的反應(yīng)過程，包括保護(hù)劑的去除，官能團(tuán)化過程的簡化和將生物質(zhì)分子直接作為反應(yīng)替代物等。在傳統(tǒng)的有機(jī)反應(yīng)中，往往涉及到官能團(tuán)保護(hù)及去保護(hù)的反應(yīng)過程，多以鹵代烴或其衍生物作為中間體進(jìn)行轉(zhuǎn)化。以綠色經(jīng)濟(jì)的方式簡化反應(yīng)過程具有極大的挑戰(zhàn)。李院士團(tuán)隊(duì)通過水中的格式反應(yīng)及醛炔胺三組分反應(yīng)，有效避免了保護(hù)-脫保護(hù)過程；開創(chuàng)性地實(shí)現(xiàn)直接交叉脫氫偶聯(lián)反應(yīng)過程，避免了官能團(tuán)化-去官能團(tuán)化過程；并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)在酚氨偶聯(lián)等反應(yīng)，利用含氧官能團(tuán)的有機(jī)分子作為金屬有機(jī)試劑或鹵代烴的替代物。展望未來，如何簡化化學(xué)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(xué)技術(shù)更加燦爛多彩。

李朝軍 院士做大會特邀報告