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中山大学陈小明院士获广东科技最高奖,力推新材料转化为“国产”最强炸药

吴少敏 姚瑶 化学加 2021-06-12

来源 | 上学了(ID:shangxuele001)     编辑 | 化学加

导读


近日,广东省科技创新大会召开,中国科学院院士、中山大学教授陈小明获得2017年度广东省科学技术突出贡献奖。功能配位化学与晶体工程研究,是当前国际化学的热门研究领域。而在这个研究领域,中国科学院院士、中山大学教授陈小明在国际顶尖和专业学术刊物发表了大量论文,这些论文被他人引用累计超过3万次,连续四年入选科睿唯安(Clarivate Analytics)“国际高被引用学者”名单。“很高兴,这次能获得广东科技最高奖。科研工作需要很长时间的坚持,是我最深的感受。”陈小明用一句简朴的话,表达了获得广东省科学技术突出贡献奖的激动心情。

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力证国际争论四分之一世纪的反应机理

 “我结缘化学研究,正如美丽的化学反应一样,充满了美丽的意外。”说起往事,陈小明忍俊不禁,他在1979年参加高考时,百分制化学卷仅考了55.5分,因为中学没做过化学实验,没法解答压轴实验大题。“刚上大学那时特别忐忑,化学考得这么惨,却上了中山大学化学专业。”

进入中大以来,陈小明的角色、身份不断转变,从学生到教师、从教师到院长,学术研究不断攀登高峰,人生奖牌也不断增多:在32岁成为副教授,33岁破格晋升为教授,35岁成为博士生导师,39岁被聘为教育部“长江学者”特聘教授,46岁获得国家自然科学奖二等奖,48岁增补为中国科学院院士,52岁当选发展中国家科学院院士………

事实上,对于一般人来说,理解陈小明的前沿研究,并非易事。他试着用通俗的方式解释说,他和团队在国际上率先系统开展溶剂热原位金属/有机分子反应研究,发现了若干在传统条件无法进行或难以进行的重要反应。其中,团队在2002年的化学反应研究,有力证明了四分之一世纪以来争论不休的“Gillard机理”,被国际化学界认为是“关键突破”。

同时,他和团队在国际较早开展配位聚合物和多孔金属-有机框架材料研究,是该领域国际上主要开拓者之一。其中,在国际上首次合成、报道了一种金属—咪唑微孔材料,因其优异的稳定性和性能,成为国际上研究最多的金属—有机框架材料材料之一,有望广泛应用于石油化工和精细化工中的分离、催化过程。

“1992年在香港中文大学博士毕业后,我回到中大任教,但当时国内的工作条件、实验环境非常艰辛。也就是短短20多年时间,我国国内化学研究水平,已经跟发达国家并跑了,高水平研究论文稳居前三位。”陈小明自豪地说。

力推新材料转化为“国产”最强炸药

陈小明是广东揭阳人。在陈小明的简陋办公室里,墙上悬着一幅书法作品“宁静致远”。宁静致远、低调务实,这是师生对他的印象。

2009年当选中国科学院院士后,陈小明再次向学校请辞中山大学化学与化学工程学院院长一职。“当时,我已对学院师生服务10年了,又对行政事务兴趣不大,还是要回归学术研究,自由自在,发挥专长。”

“如释重负!”他卸任院长职务后,把节省出来的时间与精力,放在了学术研究和培养年轻学者的重心上。如今,团队有教育部“长江学者”特聘教授、国家杰青张杰鹏、国家优青张伟雄等一批优秀青年学者,形成了合理的人才梯队。3年前的一次热分解实验,他和团队又找到了新的兴奋点和研究方向。

他清晰地记得,当时实验出现了小的爆炸意外,他为了学生安全,建议立即停止实验,但学生却认为安全可控,对爆炸产生了浓厚兴趣,坚持进行实验研究。正是这次美丽的“意外”,他们合成出新型高效低成本含能材料分子型钙钛矿。

不久前,《Science China Materials》刊发文章,介绍陈小明团队的研究成果,首次披露分子型钙钛矿可作为一类新型低成本高性能的含能材料(https://doi.org/10.1007/s40843-017-9219-9)。

设计合成兼具良好爆轰性能、高稳定性和低成本的含能化合物是发展实用含能材料的关键。该文报道了一类新型分子钙钛矿含能化合物,它们可以通过使用低成本原料经简单一锅反应制备。作为氧化组分的高氯酸根阴离子和作为燃料组分的还原性有机阳离子交替紧密堆积于钙钛矿结构中, 使该类化合物不仅有比目前军用含能炸药(例如RDX和HMX)更优异的爆炸性能,而且有更高的稳定性;其中无金属组分的分子钙钛矿含能化合物具有与CL-20相当的爆炸性能以及更高的比冲(约344秒)。这种将低成本有机燃料组分和氧化剂组分组装在高对称性三元晶体结构的分子组装策略为设计有实用前景的含能材料提供了新思路。

“科学研究就像人生选择一样,充满了意外,但也要眼界、有准备,才不会错过美丽的意外。”陈小明充满期待地说,火药是我们国家古代四大发明之一,但现代炸药却是西方发明的。如果这种材料能够进行成果转化,最终实现应用,那将是我们自主发明的炸药,完全可以和西方最好的炸药相媲美,甚至威力更大。

原文有删改,原标题:中大华工两院士获广东科技最高奖!他们都曾主动“辞官”……

个人简介:

陈小明,无机化学家。中山大学教授。1961年10月生于广东揭阳,籍贯广东揭阳。1983年毕业于中山大学化学系,1986年获该校硕士学位,1992年获香港中文大学博士学位。曾在美国加州大学圣迭戈分校作访问学者。2009年当选中国科学院院士。主要从事配合物超分子化学与晶体工程领域的研究。发展了配位聚合物的可控组装和结构调控方法,开展了动态变化和多功能等微孔配位聚合物的结构与功能关系研究;发展了溶剂热原位金属/配体反应方法,发现了10多种金属诱导有机反应,将有关的原位反应方法应用于微孔结构配位聚合物的可控组装,促进了“溶剂热原位金属/配体反应”在杂环有机化合物合成方面的应用。曾获1999年香港求是杰出青年学者奖、2007年国家自然科学二等奖等。


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