原標(biāo)題：在納米尺度上“造孔”（“咖”說科技）

基礎(chǔ)研究需要拋開功利之心，真正有價值的工作往往來自對科學(xué)問題本身的長期追問

從沸石分子篩到活性炭，人類對多孔材料的探索已逾百年?？讖叫∮?納米的微孔材料，在催化、吸附等領(lǐng)域大顯身手，但大分子的轉(zhuǎn)化與輸運，需要更大的孔道?？讖浇橛?至50納米之間的多孔固體——介孔材料由此進(jìn)入科學(xué)家的視野。它最突出的特征，是擁有極高的比表面積和規(guī)整的孔道結(jié)構(gòu)，讓大分子得以自由“穿梭”。

我們團(tuán)隊與介孔材料打交道已經(jīng)有30年了。早期研究多集中在無機(jī)介孔材料領(lǐng)域，一個長期未能突破的問題是：能否把介孔材料從無機(jī)拓展到有機(jī)高分子乃至碳材料？難點在于，高分子聚合與自組裝成有序介孔需要同時實現(xiàn)，因此該課題極具挑戰(zhàn)性。最終，我們另辟蹊徑，采用“分步法”，先自組裝再聚合，成功合成了介孔高分子，再進(jìn)一步碳化得到介孔碳，由此提出了“有機(jī)—有機(jī)自組裝”的新路徑。如今回望，這個想法并非憑空而來，而是源于長期積累和對化學(xué)基本問題的持續(xù)思考。

基礎(chǔ)研究處于科研鏈條起始端?；A(chǔ)研究打得牢，成果轉(zhuǎn)化、生產(chǎn)應(yīng)用的“大廈”才能建得高。介孔碳憑借其結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，很快在能源領(lǐng)域找到了用武之地。以硅碳負(fù)極為例，硅在充放電過程中體積膨脹約4倍，容易導(dǎo)致電池“鼓包”。我們把介孔碳作為骨架負(fù)載硅，利用孔道為硅的膨脹預(yù)留空間，顯著提升了電池能量密度。在石油化工領(lǐng)域，我們與中石化合作開發(fā)的介孔—沸石復(fù)合催化劑，已實現(xiàn)千噸級生產(chǎn)，將重油和渣油轉(zhuǎn)化為高標(biāo)號汽柴油，對保障國家能源安全具有重要意義。

介孔材料的合成，目前仍談不上“精確”。與原子級精細(xì)的晶體材料相比，介孔材料在原子尺度上相對“粗糙”，存在表面缺陷。如何實現(xiàn)既有原子晶體精細(xì)結(jié)構(gòu)又有介孔大比表面積材料的“精確合成”，是當(dāng)前主要的挑戰(zhàn)。我們還在繼續(xù)探索合成具有原子級精度的晶態(tài)介孔材料，以及在生物體系中構(gòu)建可呼吸、可塑、具有生物相容性的介孔材料，用于細(xì)胞培養(yǎng)、藥物篩選乃至模擬生命過程。這些探索距離應(yīng)用還很遠(yuǎn)，卻正是基礎(chǔ)研究的魅力所在。

獲得2026未來科學(xué)大獎“物質(zhì)科學(xué)獎”，是對我和團(tuán)隊30年來工作的認(rèn)可，也讓我越發(fā)體會到，基礎(chǔ)研究需要拋開功利之心，真正有價值的工作往往來自對科學(xué)問題本身的長期追問。當(dāng)前科研環(huán)境中一些“唯論文”“唯帽子”傾向，給青年科研人員帶來不小的壓力。這就需要進(jìn)一步優(yōu)化創(chuàng)新環(huán)境，讓他們潛心鉆研。特別要在一些前沿領(lǐng)域，為他們提供更寬松、更長周期的支持。化學(xué)是創(chuàng)造物質(zhì)的重要科學(xué)，我們期待更多年輕人投身其中，追尋科研目標(biāo)、實現(xiàn)人生價值。

（作者為中國科學(xué)院院士、復(fù)旦大學(xué)教授，2026未來科學(xué)大獎“物質(zhì)科學(xué)獎”獲得者，谷業(yè)凱、呂澤瀅采訪整理）