田禾：與諾獎得主并肩開拓創(chuàng)新

文/許琦敏

田禾（圖/中新網(wǎng)）

早年研發(fā)變色鏡關(guān)鍵涂層、可擦寫光盤專用染料；20 年前在國內(nèi)率先建立分子機器研究團隊，成果廣受國際學術(shù)界贊譽，諾獎得主在其專著中大篇幅引用……這是中國科學院院士田禾傳奇的科研經(jīng)歷。

很多人也許不知道，我們已經(jīng)在生活中多年受惠于這位化學家的創(chuàng)新發(fā)明。極少出現(xiàn)在公眾視野中的田禾院士，成功地帶領(lǐng)團隊站在全球科研最前沿。如何奮力躋身精準化學與分子工程領(lǐng)域的國際學術(shù)與產(chǎn)業(yè)高地？他的奮斗歷程與創(chuàng)新故事不失為一個生動注腳。

玩轉(zhuǎn)“染料的世界”，打破壟斷急國家所需

夏日陽光漸次強烈，戴上一副變色太陽鏡，時髦又舒適。幾乎沒多少人知道，鏡片上的變色涂層就出自田禾早年的科研成果——光變色濃縮液和光變色樹脂。20世紀末，田禾的學生畢業(yè)后，帶著這項成果成功創(chuàng)業(yè)，如今相關(guān)產(chǎn)品已占領(lǐng)澆注變色全球市場60%的份額。

2000 年之前，光敏性染料是田禾的主要研究方向。除了變色鏡的變色涂層，他還與中國科學院院士干福熹一起，研發(fā)出了可錄式光盤的專用染料。這一技術(shù)原本被國外壟斷，當他們的發(fā)明專利公布之后，國際同類染料的價格立刻下降了1/3。

他們從原理研究入手，提出了以熒光作為讀出信號的可擦式光信息存儲概念，發(fā)現(xiàn)很多能用來做可擦寫光盤的染料，使我國成為當時有能力生產(chǎn)該類有機材料的少數(shù)國家之一。

出生于1962 年的田禾從小就在“兩彈一星”精神熏陶下長大，急國家所需、愛國奮斗的理念深入骨髓。走上學術(shù)道路之后，田禾帶領(lǐng)團隊在國際上最早開展染料敏化太陽能電池研究，多次創(chuàng)造最高光電轉(zhuǎn)換效率紀錄。

8萬元起步挑戰(zhàn)分子機器，諾獎得主33次提到他

20 世紀90 年代后期，田禾注意到，“分子機器”這一全新概念在國際上逐漸興起。于是他果斷轉(zhuǎn)向，投入這一前沿領(lǐng)域。由于該領(lǐng)域在國際上尚屬“無人區(qū)”，極具挑戰(zhàn)性，他向國家自然科學基金委申請項目時，最終以“非共識項目”獲得了8 萬元探索經(jīng)費。

為何會“超前”看好分子機器領(lǐng)域？田禾認為，分子機器之于我們，正如電動機之于19 世紀的科學界，那時人們并不知道這些線圈和磁石最終會化為電車、洗衣機、電風扇。未來，分子機器很有可能會在新材料、傳感器、儲能系統(tǒng)等領(lǐng)域大顯身手。2007 年，田禾就曾預言分子機器會得諾獎。果不其然，2016 年的諾貝爾化學獎就授予了分子機器領(lǐng)域的三位開拓者。

就在這20 年中，作為國內(nèi)最早獨立在分子機器領(lǐng)域開展研究的團隊，田禾團隊取得了一系列令全球?qū)W術(shù)界矚目的成就：首次提出用熒光信號來表征分子機器運動狀態(tài)的思路；首次實現(xiàn)人工分子機器在離子跨膜運輸領(lǐng)域的應用；原創(chuàng)性提出“振動誘導發(fā)光（VIE）”新概念和新的分子發(fā)光機制，構(gòu)建起一系列生物分子探針……

勇闖“無人區(qū)”的田禾，成果被國際著名學者大量引用，產(chǎn)生了巨大影響。比如，2016 年諾貝爾化學獎得主斯托達特教授在其最新著作中33 次提及田禾在分子機器領(lǐng)域的工作，其中配圖詳細論述22 次。2014 年到2019 年，田禾連續(xù)六年入選ESI（基本科學指標數(shù)據(jù)庫）化學領(lǐng)域全球高被引科學家，并受邀擔

任多個國際學術(shù)期刊的主編、副主編和國際編委。

分子馬達、分子開關(guān)、分子探針、分子肌肉……徜徉于分子機器的世界，田禾探索的腳步一刻也不停歇。如果說，現(xiàn)在臨床上使用的熒光探針只能為人們想要追蹤的特異性生物標志物拍照，那么田禾最近提出的分子探針，有望在未來給它們拍視頻。田禾說：“這是一塊異常難啃的骨頭，但我有耐心，也有信心，一定要用嚴謹?shù)臄?shù)據(jù)走完從基礎(chǔ)研究到臨床應用的‘最后一公里’?！?/p>

田禾（左二）與研究團隊（圖/中新網(wǎng)）

學科國際化超前布局，遠眺未來人才高地

今年初，田禾的“再傳弟子”——42 歲的華東理工大學教授郭志前，獲得2019 年度國家自然科學獎二等獎。在30 多年的科研生涯中，田禾培養(yǎng)了60 多名博士、50 多名碩士，在學術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界各有建樹。

因材施教、激發(fā)興趣，是田禾培養(yǎng)學生最關(guān)注的兩點。他深信，唯有熱愛，才能堅持在一個領(lǐng)域深耕，最終開拓出能夠得到國內(nèi)外學術(shù)界認可的一片新天地。在田禾的積極引領(lǐng)下，華東理工大學化學學科人才輩出，排名已進入ESI 全球前萬分之四，在分子工程等方面的研究已形成鮮明特色。

如同當年在科研布局上的遠眺，憑借團隊在分子機器領(lǐng)域的“先人一步”，在華東理工大學第五教學樓，“費林加諾貝爾獎科學家聯(lián)合研究中心”剛剛完成裝修。這是田禾聯(lián)合2016 年諾貝爾化學獎得主、中科院外籍院士、荷蘭格羅寧根大學教授費林加在上海共建的學術(shù)中心?！斑@里將設(shè)立化學合成人工智能實驗室，提升新材料、新能源的研發(fā)速度?！碧锖陶f，現(xiàn)在很多化學合成還類似“手工作坊”，今后可以將各種合成任務交給人工智能機器，24 小時不間斷合成，這將大大提升研發(fā)效率。