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科学之光照亮人生路――记中国科学院院士唐本(3)
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摘要:随着研究的进展,唐本忠将AIE机理从分子内旋转受限(RIR)扩展至更通用的分子内运动受限(RIM)模型。除了旋转,分子也可震动。分子聚集之后,分子内
随着研究的进展,唐本忠将AIE机理从分子内旋转受限(RIR)扩展至更通用的分子内运动受限(RIM)模型。除了旋转,分子也可震动。分子聚集之后,分子内震动受限也可使聚集体发光增强,从而产生AIE效应。
“一个正确的机理或者模型应有双重作用:它应可帮助理解以前观察到的实验现象,更重要的是指导将来的结构设计。”唐本忠介绍,HPS分子颜值虽高,却有合成步骤繁琐、分离纯化困难等缺点。在RIM模型指导下,团队成功研发了四苯基乙烯(TPE)的AIE体系,创造了一系列同样具备越聚集越发光的AIE特性,却结构简单、便宜易得的TPE分子群。现在,TPE已经成为一个由中国科学家打造的“品牌分子”。
创新:无疆之域
在20年潜心研究中,唐本忠团队开发出各种颜色的AIE分子,集齐了覆盖整个可见光波长范围(从蓝光到红光)并延展至近红外区域的聚集诱导发光材料体系。
这些AIE材料用途十分广泛:可用于生物检测,甄别肿瘤和正常细胞;可用于测定水体污染物,快速判断污染源;可用于制作高效节能的有机发光二极管显示屏……
AIE是一个典型的原始创新,新概念的提出和新材料的创制都是革命性的科研成果,不断吸引全球科学家从事相关研究,发表论文数和引文数均呈指数增长。2016年,AIE纳米粒子被顶级学术期刊《自然》列为支撑即将来临的纳米光革命的四大纳米材料之一,且是其中唯一一种由中国科学家原创的新材料。
加拿大科学家贝琳达?海涅教授说:“今天,我们讨论聚集不能不提聚集诱导发光。自从唐本忠团队的研究成果发表以来,毫不夸张地说,这个研究领域经历了爆炸式的发展。”
开拓了这一全新研究领域的唐本忠,2009年当选为中国科学院院士,并以AIE这一成就获得了2017年度国家自然科学奖一等奖。目前已在国内外科学杂志上发表研究论文1600余篇,被引用12万余次。
推翻了教科书经典论断的AIE,也走进了大学课堂,被纳入本科实验课,成为展示光物理核心概念的重点实验。AIE甚至成为高考和奥赛考题,影响从大学扩展至中学。
自幼喜好读书的唐本忠,读得进书,也跳得出书,不让自己被书本套住。“我觉得到大学为止,基础知识要学好。到研究生后,就不要被已有的知识束缚,要学会批判性地思考问题。”
“其实AIE效应很普遍,我们观测到AIE现象之前,也有人看到过这种现象,但却被人们忽视了。”唐本忠说。AIE创新闪烁着哲学的光芒。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。”
唐本忠如今最享受的时光,就是徜徉在科学探索的海洋中,寻找五彩缤纷的神奇海贝。未来,他希望建设一个聚集体科学研究的大平台,创造新知识,培养更多具有创新意识的学生,率领团队在“簇发光”等研究领域有所发现、有所发明、有所创造。
在唐本忠看来,最伟大的科学研究有两个层次:一是改变世界面貌。诺贝尔物理学奖得主高锟的光纤,就改变了人们的生活方式。二是改变人们的思想。爱因斯坦的相对论,就改变了人们的思维方式。“要么去改变人们的思维方式,要么去改变世界的面貌,这就是我的科学梦想、人生追求。”唐本忠说。(经济日报-中国经济网记者 佘惠敏)
文章来源:《农村科学实验》 网址: http://www.nckxsyzz.cn/zonghexinwen/2021/0708/1100.html