天开西青园作为天开园西翼拓展区,将高校院所创新资源富集的优势转化为支撑高质量发展的强大动力。园区已落地项目超500余个,新能源新材料、生命健康两大主导产业集聚生态初步形成。
2024年岁末年终,由市科协、市科技局、市教委、西青区人民政府共同主办的天开创新沙龙第十九期活动在天开西青园科创服务中心成功举办。
本期沙龙的主题是:物质创制前沿!
物质的创制与合成可谓是一部诺贝尔化学奖的发展史,自创立诺贝尔奖以来,100多次诺贝尔化学奖中近半数都是关于物质创制与合成的。
然而,在生活中,由于缺乏对相关知识的了解,我们会听到这样的评价:“这个东西是化学合成的,不是天然的。”言外之意,化学创制与合成的东西并不好!
这恰恰说明科普工作的重要性。要知道,过去一百多年间,人类平均寿命和健康水平之所以得到显著提高,很大程度上归功于合成药物的发展。
过去,靠天吃饭,肥料也要依靠天然肥料,而合成氨的发现是科学家始终关注的重大课题。德国化学家维勒用人工方法首次从无机物中合成了尿素,这一标志性工作宣告了有机合成化学的诞生。
雨果曾说过:“与有待创造的东西相比,已经创造出来的东西是微不足道的。”未来物质创制的空间是无穷无尽的,化学的价值会继续影响和改变世界。
在有机氟化学领域的诸多反应中,有一种名为“卿氟化反应”,引领着全球三氟甲基化及三氟甲硫基化反应领域的研究,这种反应的开创者就是卿凤翎。
作为相关研究领域的大家,本期天开创新沙龙主讲嘉宾之一,中国科学院院士、中国科学院上海有机化学研究所研究员、先进氟氮材料重点实验室主任卿凤翎院士没有过多分享自己的学术成就,而是另辟蹊径给观众带来了一堂化学科普课,深入浅出的告诉我们,为何说“化学是中心科学”?
北京四中的一位中学生曾向诺贝尔化学奖获得者克罗托教授提问:“人们都说21世纪是生命科学和信息科学的世纪,您能否告诉我化学有什么用,我们为什么要学习化学呢?”
克罗托回答说:“正是因为21世纪是生命科学和信息科学的世纪,所以化学才更为重要”。
1900年,在《美国化学文摘》上登录:从天然产物中分离出来并确定其组成的,和人工合成的已知化合物只有55万种。
而后经过45年翻了一番,到1945年达到110万种。又经过25年,再翻一番。自此,新化合物增长的速度大大加快,每隔10年翻一番,到1999年12月31日已达2340万种。没有一门其它科学能像化学那样在过去的100年中,创造出如此众多的新物质。
说到“氟”您会想到什么?
可能是含氟牙膏!
除此之外,氟化工产品还包括含氟电子化学品、含氟处理剂、含氟添加剂、含氟医药、含氟农药、含氟染料、含氟表面活性剂、含氟涂料……已成为化工行业中发展最快、最有前景的行业之一。
卿凤翎院士的研究方向是有机氟化学和有机氟材料,氟材料中的氟醚橡胶可在苛刻环境下起到密封作用,被广泛用于航空航天、汽车、化工、半导体等领域。
从研究生阶段踏入氟化学领域,卿凤翎就明确了,不能人云亦云做跟随式研究,要从解决实际需求出发,做独树一帜的研究。在这场天开创新沙龙上,卿凤翎院士更是分享了关于“为什么企业如今很难利用大学生的成果”的思考。
卿院士认为:“企业实验室的消失是部分原因,那里曾经是思想家与实干家紧密配合的乐土。要更加注重探索能够改变世界的技术突破!”
搞科研的目的是什么?是要转化,是要生产,是要满足新质生产力的需求!如今,天开园区提供概念验证、小试中试、检验检测、知识产权保护与交易服务,聚集一大批知名创业导师、技术经理、服务管家以及天使基金、风投基金、产业基金,共同为高校创新创业者提供了全链条、全方位支持,保驾护航!
同时,卿凤翎院士还为大家展望了化学的“未来”!人工智能(AI)驱动的机器人,正在我们的生活中扮演着越来越重要的角色,而在化学合成实验室内,它们也在悄然改变着传统实验方式。
如今,“世界上第一个移动机器人化学家”在 8 天内进行了近 700 次催化实验,全天候不停歇工作,大幅提升了实验效率,推动化学合成进入一个“智能化”的新阶段,为探索化学反应机制和开发新药物带来了全新的可能。
对此,与会多位嘉宾都分享了各自研究领域与人工智能的结合。
南开大学副校长、教授,有机新物质创造前沿科学中心主任朱守非围绕“自旋响应催化”这一前沿领域,深入探讨了催化剂自旋态在催化反应中的重要性。还分享了基于CODER方法的智能合成化学家系统。
国家级青年人材、南开大学元素有机化学国家重点实验室教授彭谦介绍了稀土有机化合物的结构特点以及面临的挑战,并详细讲解了三种稀土有机反应的动态效应。
青年发声环节,广州标智未来科学技术有限公司创始人、广州国家实验室研究员廖矿标研究员分享了AI在合成化学中应用的积极探索。
北京深势科技有限公司合伙人、AI高级副总裁柯国霖介绍了Uni-Mol驱动的分子设计的卓越优势和广阔前景。
人类最早的化学研究是对火的认识。对于古人来说,火可以将一种物体变成另一种物体。如果没有火,人类还过着茹毛饮血的原始生活;如果没有火,人类就不会发现冶金术,无法制作金属工具,还生活在石器时代。
2000年前,人类己经广泛使用金、银、汞、铜、铁和青铜。当时的人类文明,对于陶瓷、染色、酿造、造纸、火药等在工艺方面已经有了一定成就,在技术经验上,对物质变化的理解有了一定的观察和文献累积。
化学的起源,对于西方而言,来自于古老的炼金术,对于东方而言,则是炼丹术。位列中国四大发明之一的火药,就是古代术士在炼制“仙丹”过程中无意发明的。
火药的发明具有一定的偶然性。从战国到汉代初期,帝王贵族们沉醉于长生不老的幻想,驱使一些方士与道士炼制“仙丹”。在炼制过程中逐渐发现了火药的配方。火药就是不折不扣的化学产品,近而影响了整个人类社会的发展轨迹。
由此可见,化学对于人类社会的重要性不言而喻。
1773年,拉瓦锡提出了质量守恒定律。接着一些化学家相继发现了各种化学元素,为后来门捷列夫建立的元素周期表奠定了基础。
1901年,诺贝尔化学奖成立,确认了化学对人类的贡献。
物理化学、分析化学、有机化学、无机化学……化学是一门以实验为基础的自然科学。在化学的世界中,你可以看到万物之间不断的转化,由一种物质变成另外一种物质,拥有了全新的形态与属性,世界万物也随着它们的转化而拥有全新的面貌。
化学是一种工具,一种改变物质,缔造我们所需要的材料的工具。每一种物质都有它独特的用处,我们的生活需要各种各样的工具,拥有了化学这一工具,我们便可以随心所欲地缔造出各种各样的工具,让我们的生活变得更加美好。
2024年即将成为过去。2025年,“天开创新沙龙”将带给我们更多对前沿与未知的探索与交流,坚定信心,拥抱未来,把握未来,创造未来!