化学作为一门研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的科学,在跨学科研究中占据着核心地位。它与其他学科如物理、生物、地理、材料科学、环境科学等有着广泛的交叉和渗透。在跨学科研究中,化学往往作为连接不同学科的桥梁,为其他学科的研究提供理论支持和方法借鉴。
11月1日,2024未来科学大奖周-科学峰会期间将举办【化学- 跨学科研究之核心科学】专题研讨会。届时,将由香港大学黄乾亨黄乾利基金教授(化学与能源)及化学系讲座教授、中国科学院院士、美国科学院外籍院士、世界科学院院士、香港科学院创院院士、2024未来科学大奖周程序委员会联席主席任詠华领衔,邀请2021年诺贝尔化学奖获奖者Benjamin List,斯坦福大学Precourt能源研究所主任、可持续发展加速器创始主任、Fortinet Founders讲座教授崔屹,康奈尔大学Peter J.W. Debye化学教授陈鹏,香港大学化学系教授唐晋尧,围绕“酸性催化剂的通用性”“电池技术”“单分子化学”以及“活性物质相变与新材料的发展”展开学术分享与探讨。
诺奖得主Benjamin List:应对当代选择性催化的重要挑战
薄荷醇是存在于薄荷类植物或薄荷油中的一种饱和环萜醇,具有独特的薄荷香味与清凉作用,广泛应用于食品、药品和日化品等领域。虽然(1S,6R)-trans-异薄荷烯醇广泛存在于自然界,但若能以非天然途径获得其对映体,那么能极大地缩短(-)-薄荷醇和几种大麻素(如:Δ9-四氢大麻酚(Δ9-THC)和大麻二酚(CBD),可用于缓解癌症治疗中的副作用)的合成路线。
2023年,Benjamin List教授课题组使用一种非对称、强酸性且高度氟化的亚氨基-亚胺双磷酸盐(iIDP)催化剂,以优异的收率和选择性实现了橙花醛的环化反应,同时通过后期衍生化两步法构建大麻素和薄荷醇及其衍生物,这也是迄今为止大麻素和薄荷醇的最简洁、最原子经济性的合成策略。机理研究表明受阻催化剂与产物之间形成稳定复合物,进而有效地抑制了产物的分解。相关成果发表在Nature上。
本次活动中,马克斯·普朗克煤炭研究所所长、德国科学院院士、2021年诺贝尔化学奖获得者Benjamin List,将以《酸性催化剂的通用性》为题进行主旨演讲,分享其与团队的最新科研成果。
崔屹:持续推动电池技术进步
崔屹教授是世界著名的材料和能源科学家,长期从事纳米、新材料、新能源、环境保护和生物科学的研究。他的三项不同的技术 (2016新型冷却布料,2014新型热电池, 2010纳米电击杀菌)分别三次被评为“十大改变世界的技术”。
他因杰出的研究成就多次获奖,包括全球能源奖(2021),美国能源部最高奖之一的劳伦斯奖(2021),材料界最高奖之一的美国材料学会奖章(2020)等。
本次活动中,斯坦福大学Precourt能源研究所主任、可持续发展加速器创始主任、Fortinet Founders讲座教授,美国科学院院士,未来科学大奖科学委员会委员崔屹,将以《重新发明电池》为题,基于化学的跨学科研究经验,分享其与团队的最新科研成果。
陈鹏:以单分子化学为基础,拓展跨学科研究新视角
陈鹏教授现任康奈尔大学Peter J.W. Debye化学教授,他的研究兴趣聚焦于开发和应用单分子成像和操纵方法,用于探究和理解纳米材料和生物大分子的功能和动态行为,从而开发更好的能源转换策略以及治疗和预防疾病的方法。
多年来,他带领研究小组率先研究了单纳米颗粒催化、电催化和光电催化;单分子催化剂的活性聚合;体外和活细胞中的生物无机系统;使用单分子/粒子成像和操控方法。目前的研究兴趣是异相和均相催化、体外和活细胞中的金属稳态机制以及细菌中的能量转换过程。
本次活动中,康奈尔大学Peter J.W. Debye化学教授,美国艺术与科学学院院士,美国科学促进会会士陈鹏将以《单分子化学》为题,分享其与团队的最新科研成果。
唐晋尧:展望化学+新材料的学科交叉科研前景
在自然界中,章鱼、墨鱼、鱿鱼等头足类动物具有强大的变色伪装能力——它们可以通过控制肌肉,将皮肤表面下成千上万的色素颗粒进行重新排布,从而根据周围环境的变化快速调节肤色,达到伪装掩饰的目的。
受到这种自然现象的启发,香港大学唐晋尧教授与合作团队开发了一种新型的光致变色活性胶体材料,实现了对多组分非平衡态体系的多自由度控制和可编程的光响应相分离,为彩色电子纸和自供电光学伪装提供了一种简便的方法。相关成果发表于Nature。
这项新技术比传统的变色材料更加可靠和便利,为彩色电子纸和自供电光学伪装等应用提供了一种更加简便的方法,有助于促进人类对人造活性材料的“群体智能”的理解,并为活性智能材料的设计开辟新方向。
本次活动中,香港大学化学系教授唐晋尧以《活性物质相变与新材料的发展》为题,重点介绍活性材料作为化学和材料科学新前沿的出现。
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参考及部分引用资料:
https://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404879119862333536
https://mp.weixin.qq.com/s/o6gxb7cT6pNRZmbgSsLLNQ
10月30日-11月3日
2024未来科学大奖周
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