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造什么“孔”，能拿到国家自然科学奖一等奖？

旅行 2025-01-03 12:00 上海

在科学的世界里，每一项重大突破的背后，都藏着无数科研工作者执着追寻真理的脚步。在功能介孔材料的前沿阵地上，科学家们孜孜以求，在显微镜下精心“造孔”，在纳米尺度上不断开创着新的科技疆界。

正是为了记录这群“造孔者”不为人知的故事，由上海市科学技术委员会科普专项支持、上海科技馆出品的科普微电影《造孔的我们》应运而生。

影片讲述了三位不同人生阶段的主人公，如何在介孔材料的指引下命运交织、彼此共鸣，共同谱写出科研的协奏曲。

《造孔的我们》微电影海报，点击跳转观看正片

1

走进介孔材料的奇妙世界

什么是介孔材料？根据国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）的定义，小于2纳米的孔称为微孔；大于50纳米的孔称为大孔；孔径介于2纳米到50纳米之间的则被称为介孔。

多孔材料的孔道显微结构以活性炭为例

图片来源网络

介孔材料的特别之处在于其“黄金尺寸”：介孔孔径足够大，可以传输和存储多种分子，却又足够小，能提供稳定且可控的反应空间。这样的特性使其在催化、吸附和筛选等应用中具有无可比拟的优势。

介孔材料的筛选功能示意

科学家之所以对介孔材料如此着迷，正是因为其潜力巨大，可以为解决实际问题提供突破性的解决方案。

2

从“小孔洞”开辟“大世界”

作为复旦大学先进材料实验室的领军人物，赵东元院士凭借其深厚的学术造诣和敏锐的科研视野，带领团队在介孔材料的研究与应用上取得了令人瞩目的成就，成功将中国的介孔材料研究推向世界前沿。

纳米多孔材料的应用潜力早已引起科学界的重视，只是，从二十世纪中叶沸石分子筛的人工合成算来，纳米多孔材料始终局限在微孔和无机的领域。

前人的研究成果启发了中国学者赵东元。2001年左右，一个构想在赵东元的脑子里逐渐清晰起来：能不能创造一种有机的介孔高分子材料呢？

2005年，赵东元团队首次提出“有机—有机自组装”的新思想，基于酚醛树脂的挥发诱导自组装成功构筑了有序介孔高分子材料。这项研究成果被国际同行评价为“首次发现”、介孔材料领域“里程碑式”和“先驱”的进展等。

2021年11月3日，赵东元团队凭借“有序介孔高分子和碳材料的创制和应用”项目荣获2020年度国家自然科学奖一等奖。

赵东元院士（右二）获奖后合影

©复旦大学

如今，赵东元团队将介孔材料研究发展到了又一个新高度，其构建过程包括从原子到分子，再到功能基元和器件的逐级组装，为前沿交叉学科的发展提供新范式。

3

从“造孔”到“造梦”

从宏观视野的“凿孔”到微观尺度的“造孔”，所依托的并非技艺的精进，而是科技的革新。

微电影主创以赵东元院士团队的真实科研经历为原型，融入戏剧化的创作巧思，设计了三段既差异又互补的人物故事——渴望加入课题组的本科生、囿于科研瓶颈的博士生、需要平衡事务工作与科研任务的青年教师。

他们各自拥有不同的人生目标与现实困境，彼此碰撞的人生轨迹也在不经意间擦出火花，相互启迪、相互鼓励。

科研很苦，坚持很酷！

主创团队并不希望将情节单纯变成对于“造孔”事业的简单复现，而是想要从“造孔”到“造梦”，深入挖掘中国科研工作者的求真务实、钻研进取的科研精神。

科研工作者、科普工作者和影视创作团队跨界联手

共同打造《造孔的我们》

在多次沟通讨论之后，复旦大学先进材料实验室的老师同学们给予创作团队极大的帮助，全程参与了剧本讨论与修改、科学细节的审核与指导。上海科技馆科学传播中心从科学内容转化的角度也提出了很多宝贵建议，并在片中埋下了不少彩蛋，将多个科普成果在片中联动，形成互文。

◀ 左右滑动查看剧照 ▶

2025年的第一天，在上海自然博物馆举办的科学新年大会活动现场，在现场及线上观众的共同见证下，科普微电影《造孔的我们》盛大发布，影片也在上海市科委的bilibili账号“魔都科学目录”上同步上线。

微电影《造孔的我们》发布仪式

功能介孔材料的研究为我们打开了一扇通向未来的大门，带来了无数可能。通过《造孔的我们》这部微电影，我们不仅能更好地理解这一前沿科技，还能感受到科研工作者那份为科学献身的热忱与坚持。科学从不止步。今后的道路上，必将有更多“造孔的我们”，在实验室里孜孜不倦地追求卓越，开创更加光辉灿烂的科学未来。

作者：黄洵杰（《造孔的我们》项目负责人、上海科技馆科学传播中心导演）

科学审核：李伟（《造孔的我们》科学顾问、复旦大学化学系教授）

编辑：Tiara

文中未标注来源的图片均由作者提供

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