2018年度陈嘉庚科学奖、青年科学奖揭晓，包信和等七位院士、黄正等6位青年科学家获奖
综合|陈嘉庚科学基金会/《中国科学》 编辑|化学加
导读
两院院士大会正在举行，中国科学院30日颁发了2018年度陈嘉庚科学奖及陈嘉庚青年科学奖。2018年度陈嘉庚科学奖授予6个原创科研成果，总共7位科学家获奖，他们是高鸿钧、包信和、李家洋、戴金星、徐宗本、吴一戎、田永君。2018年度陈嘉庚青年科学奖分别授予江颖、黄正、吴蓓丽、孙业乐、常超、朱嘉，总共6位40岁以下青年科学家。
2018年度陈嘉庚科学奖6个项目获奖人分别是中科院物理研究所高鸿钧院士、中科院大连化学物理研究所/中国科学技术大学包信和院士、中科院遗传与发育生物学研究所李家洋院士、中国石油勘探开发研究院戴金星院士、西安交通大学徐宗本院士和中科院电子学研究所吴一戎院士、燕山大学田永君院士。
2018年度陈嘉庚青年科学奖6个项目获奖人分别是北京大学教授江颖、中科院上海有机化学研究所研究员黄正、中科院上海药物研究所研究员吴蓓丽、中科院大气物理研究所研究员孙业乐、西北核技术研究所研究员常超、南京大学教授朱嘉。
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下面我们主要介绍一下化学相关领域的几个奖项。
陈嘉庚科学奖化学科学奖：纳米限域催化及其在甲烷直接转化中的应用
包信和教授带领纳米与界面催化研究团队从碳管限域的金属纳米粒子催化合成气制乙醇的探索开始，系统研究了纳米限域体系中催化剂活性中心结构、电子特性和催化性能的控制规律，率先提出了“纳米限域催化”概念。
创造性地将具有高催化活性的单中心低价铁原子通过两个碳原子和一个硅原子镶嵌在氧化硅或碳化硅晶格中，形成高温稳定的“晶格限域”的单中心铁催化剂，实现甲烷在无氧条件下直接催化转化，一步生成低碳烯烃和芳烃等高值化学品；在合成气催化转化研究中，他们摒弃了延续九十多年的F-T路线，创造性地将控制反应活性和产物选择性的两类催化活性中心有效分离，使在氧化物表面生成的碳氢中间体在分子筛孔道的限域环境内发生受限偶联反应，实现了煤基合成气一步高效生产烯烃，低碳烯烃的单程选择性超过80%。这些突破性技术在烯烃合成领域被誉为“里程碑式新进展”，从原理上开辟了一系列天然气、煤和生物质等高效制备烯烃等高值化学品的新途径。进一步地，包信和带领的团队正在与国内外企业合作，积极探索这类新过程的工业应用。（DOI：10.1360/N972018-00441）
与同事在甲烷转化过程试验基地
包信和教授1987年在复旦大学化学系获理学博士学位，1989年获德国洪堡基金资助，在德国马普协会Fritz-Haber研究所进行合作研究。1995年回国，任中国科学院大连化学物理研究所研究员和纳米和界面催化研究组组长。 2000年至2007年任中国科学院大连化学物理研究所所长， 2009年至2014年任中科院沈阳分院院长。2015年7月至2017年6月任复旦大学常务副校长，2017年6月起任中国科技大学校长。中国科学院院士、发展中国家科学院（TWAS）院士和英国皇家化学会荣誉会士（HonFRSC）。
主要从事能源高效转化相关的表面科学和催化化学基础研究，以及新型催化过程和新催化剂研制与开发工作。在天然气（甲烷）直接转化制高值化学品和煤基合成气直接制低碳烯烃等研究领域取得重要研究进展。先后发表研究论文600余篇，申报国内外专利170余件，论文他人引用超过18000次。担任J. of Energy Chemistry 期刊共同主编，以及多个国内外学术期刊编委和顾问编委。先后获得国家自然科学二等奖、何梁何利科技进步奖、周光召基金会基础科学奖、中国科学院杰出成就奖、中国化学会-中石化杰出贡献奖，以及国际天然气转化杰出成就奖和德国催化协会催化成就奖。所带领的“纳米和界面催化”团队获首届全国“创新争先奖牌”。
陈嘉庚科学奖数理科学奖：原子尺度上“小分子机器”在固体表面的构筑与物性调控
功能纳米结构的构筑对科技的发展有着重要的影响，利用功能分子构造 “小分子机器”一直吸引着人们的广泛兴趣。高鸿钧与合作者在原子/分子层次上系统研究了量子结构在固体表面上的组装、构造与物性调控。他们基于对Ge原子在Si(111)-7×7表面上的初期吸附、生长和结合位置确定等系统研究，构筑了(t-Bu)4-ZnPc分子在Au(111)表面上“抛锚”的、带有固定偏心轴的单分子转子及其有序阵列，实现了对转动行为的调控，为小量子体系在固体表面上的组装奠定基础；通过FePc分子在Au(111)表面的不同吸附位置实现了Kondo效应的调控，通过单个H原子的吸脱附,实现了对MnPc分子体系单个自旋量子态的可逆控制，并实现了极高密度信息存储（280 T/inch2）的原理性应用，拓展了自旋量子结构调控方法，显示了在自旋电子学及未来信息技术中的潜在应用前景；通过对MnPc分子进行“原子手术”而创制了一类分子量子体系，首次提出朗德因子（g）在原子尺度上可以具有空间分布的不均匀性。
陈嘉庚科学奖获奖者、中科院院士 高鸿钧：民族强科技必须要强，我们很高兴在这样一个大好形势下面，国家高度重视，我们能开展相应的科技创新方面的工作。
高鸿钧，1963年出生于安徽怀远。物理学家，中国科学院院士，发展中国家科学院院士，美国Appl. Phys. Lett. 杂志副主编和多个国际学术刊物编委。1994年获得北京大学无线电电子学系电子离子与真空物理专业博士学位。在北京大学学习期间，荣获了首届（1992）“北京大学研究生学术十佳”。他的博士论文在当年教育部组织的全国所有学科的博士论文评比中名列前茅。1994年博士毕业后，到中国科学院物理研究所工作，同年被破格提升为副研究员，次年即被破格提升为研究员。他于1997-2000年间在美国橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory)做客座研究员。曾任中国真空学会副秘书长、副理事长，国际真空科学、技术与应用联合会（IUVSTA）纳米科学委员会主席，中国科学院物理研究所副所长、中国科学院大学副校长兼校学术委员会主任。在美国和欧洲的多个著名科研单位与大学做访问教授和学术顾问。
主要从事凝聚态物理研究，在纳米量子结构与物性调控及其潜在应用做出了有重要国际影响的工作，其中部分工作起引领作用。已在国际学术期刊上发表论文350余篇，其中包括Physical Review Letter、Journal of American Chemical Society、Advanced Materials和Nature系列刊物52篇，引用1万余次。在国际/国内重要会议上作大会报告和邀请报告90余次。在国际上，他荣获了德国“洪堡研究奖”，第三世界科学院“物理奖”，全球华人物理学会“亚洲成就奖”。在国内，他获得了“中国科学院杰出科技成就奖”，“何梁何利科学与技术进步奖”，国家自然科学二等奖等荣誉或奖励。
陈嘉庚科学奖技术科学奖：比天然金刚石更硬人工材料的合成
如何认识和逼近材料的性能上限是材料科学的重要主题。天然金刚石自6000多年前发现以来一直被认为是自然界中的最硬材料。寻找比天然金刚石更硬的人工材料一直是人类的梦想，许多学者曾认为实现这个梦想是不可能的。田永君及其合作者对共价材料的硬化机制进行了系统研究，建立了硬化的理论模型，发现多晶共价材料在纳米尺度可持续硬化，突破了材料硬化的传统认识，为大幅度提高材料的硬度指明了全新的发展方向。在此基础上，提出了在金刚石和立方氮化硼两种超硬材料中形成超细纳米孪晶组织来获得超高性能的新思路。通过洋葱结构碳和氮化硼前驱体在高温高压下的直接相变，合成出超细纳米孪晶结构金刚石和立方氮化硼。纳米孪晶显微组织同时提高了两种材料的硬度、韧性和热稳定性。纳米孪晶金刚石的硬度和韧性高达天然金刚石的两倍，极大推动了高性能超硬材料领域的研究，有望带来加工业和高压科学的技术变革。
陈嘉庚科学奖获奖者、中科院院士 田永君：我们应该沉下心来，发扬十年磨一剑的精神，真正地做出具有我们中国科学家原创的科技成果，真正能够达到引领国际科学技术的发展。
田永君，1963年3月出生于黑龙江。材料学家，中国科学院院士。燕山大学材料科学与工程学院教授。1984年毕业于哈尔滨科学技术大学，1994年于中国科学院物理研究所获得博士学位。1996年作为洪堡学者在德国Jena大学从事两年合作研究。2001年受聘为教育部长江学者奖励计划特聘教授。1999年至2015年任燕山大学材料科学与工程学院院长。任Science China Materials副主编，Journal of Materials Science & Technology、Journal of Materiomics等期刊编委。
主要从事新型亚稳材料的设计与合成研究，并在超硬材料研究领域取得了突破性进展。在Nature, Science Advances, Proceedings of the National Academy of Sciences, Physical Review Letters, Journal of the American Chemical Society, Advanced Materials等国际学术期刊发表SCI论文290余篇，SCI他引4800余次。2002年获得国家杰出青年科学基金支持，2009-2017年国家基金委“新型亚稳材料的设计原理、实验合成与结构调控”创新群体学术带头人。以第一完成人获国家自然科学二等奖1项（2011）和教育部自然科学一等奖2项（2000，2008），国内外发明专利15项。研究成果分别入选2013年度和2014年度中国科学十大进展和中国高等学校十大科技进展。
陈嘉庚青年科学奖化学科学奖：过渡金属催化的烷烃转化
烷烃是最基础化石资源。以低价值烷烃为原料，直接绿色制备高价值化学品的新转化技术具有重要的科学意义和应用价值。黄正研究员设计合成新型金属有机催化体系，发展小分子烷烃至高价值烯烃、烷基硅的催化转化方法，成功开发了一系列高活性分子型铱金属烷烃脱氢催化剂，并首次实现了烷烃到直链烷基硅的高区域选择性转化；同时发展了聚乙烯废塑料的温和可控催化降解方法，可将大量存在、对生态环境造成影响的聚乙烯废塑料转化为清洁柴油或高品质蜡，为聚烯烃废料资源再利用提供了新途径。黄正研究员的创新工作推动了金属有机化学与能源和环境领域的交叉与融合，促进烷烃资源更加清洁、高效利用。（doi:10.1360/N972018-00310）
黄正，1979年生于浙江东阳。中国科学院上海有机化学研究所研究员，课题组长。分别于2001和2004年获南开大学化学学士和硕士学位，2009年获美国北卡罗来纳大学教堂山分校化学博士学位。
主要从事金属有机化学和均相催化研究，在烃类资源高值化和聚乙烯可控降解制备柴油等方面取得了多项创新性的研究成果。在Nature 、Science、Nature Chemistry 等期刊发表论文40余篇。现担任《科学通报》副主编 。入选首批 “青年千人计划”，2014年获得国家优秀青年科学基金资助。曾获得中国化学会-赢创化学创新奖-杰出青年科学家奖、中国化学会-中国均相催化青年奖、中科院上海分院杰出青年科技创新人才奖。
各种聚乙烯废塑料降解为燃油
陈嘉庚青年科学奖数理科学奖: 轻元素体系的全量子化效应研究和调控
对于大多数材料体系，只需要考虑电子的量子化，原子核则被当做经典粒子处理。然而对于质量较小的轻原子核（比如氢核），其量子效应（隧穿和零点运动）会异常显著，因此必须同时考虑电子和原子核的量子化，即：全量子化。核量子效应会导致轻元素材料（比如水）出现许多反常特性，但精确、定量的表征核量子效应非常具有挑战性，关键原因在于缺乏原子尺度上的实验表征技术。江颖与合作者成功研发了一套同时对电子量子态和原子核量子态敏感的新型扫描探针显微术，突破了传统技术只局限于探测电子量子态的瓶颈；首次获得水分子的亚分子级分辨成像并在实空间实现了对氢核的定位；直接观察到水团簇内氢核的协同量子隧穿；国际上率先测定了氢键的量子成分，提出了“核量子涨落弱化弱氢键、强化强氢键”的普适物理图像。这些工作开创了原子尺度上核量子效应研究的先河，刷新了人们对水和其他轻元素材料体系的认知，并为量子物性的调控加入全新的自由度。
江颖，1982年7月出生于四川乐山，北京大学教授。2003年获北京师范大学物理系学士学位，2008年获中科院物理研究所博士学位，2006-2007年为德国尤里希研究中心访问学者，2008-2010年在美国加州大学欧文分校从事博士后研究。2010年1月任北京大学量子材料科学中心助理教授， 2016年2月晋升长聘副教授，2018年2月晋升长聘教授。
主要从事凝聚态物理和表面科学研究，重点关注原子尺度上的物性及非平衡超快动力学过程。近年来，在单量子态的探测和操控研究方面取得了一系列突破性研究成果，尤其是研发了一套对于原子核量子态敏感的新型扫描探针技术，首次在原子尺度揭示了水的核量子效应，刷新了人们对水和其他轻元素体系的认知。在国际顶尖杂志上发表论文30余篇，其中包括《科学》2篇、《自然》1篇、《自然》子刊（Nat. Mat.、Nat. Phys.、Nat. Chem.等）6篇。受邀在美国物理学会年会、美国化学学会年会等国际重要学术会议上作邀请报告40余次（包括5次大会报告）。担任Chemical Physics、Advanced Quantum Technologies等杂志的顾问编委和Chin. Phys. B、《科学通报》、《物理学报》等杂志的编委，美国物理联合会中国顾问委员会委员。曾入选国家首批“万人计划”青年拔尖人才（2012）、英国皇家物理学会IOP-JPhys Emerging Leaders（2016）、教育部“长江学者奖励计划”青年学者（2017），2017年获国家杰出青年科学基金资助。其研究成果曾入选中国十大科技进展新闻（2016）和中国科学十大进展（2017）。
陈嘉庚青年科学奖技术科学奖: 基于微纳结构的高效太阳能光热转换
能源和水是人类生存最基本要素和社会发展的两大重要战略需求. 利用太阳能进行海水淡化及水处理, 是可持续发展过程中能源、环境和水资源领域共同的关注焦点. 传统太阳能海水淡化技术多以太阳能集热或产电的方式驱动热法和膜法海水淡化, 然而这类集中式技术对基础设施、投资、占地等要求较高, 增加了在缺水区域作大规模推广的难度. 微纳结构因其具有特殊的尺度、形貌及可调控的光学、热学性质, 为太阳能光热转换及其应用提供了新机遇。朱嘉及其团队近年来在微结构界面光热转换材料与器件等方向深入开展了一系列研究, 发展了基于三维模板的纳米颗粒自组装工艺, 制备出宽频、高效的等离激元黑色吸收体材料; 在此基础上率先制备了基于等离激元增强效应的太阳能海水淡化器件; 提出并实现了“二维水通道”设计与“人工蒸腾”结构, 实现了集热蒸发一体化的太阳能海水淡化器件的便携、高效率和低成本化. 目前基于界面光热转换的高效太阳能海水淡化技术已实现成果转化, 团队正在社会各界的大力支持下致力于提供便携、低成本、环保的水处理技术.
朱嘉，1982年2月出生于江苏省徐州市，现为南京大学教授、博士生导师。2010年获美国斯坦福大学工学博士学位，随后在加州大学伯克利分校进行博士后研究，期间获得“中国政府优秀留学生奖”、“国际材料学会优秀研究生金奖”和“美国化学学会无机化学青年科学家” 等称号。入选中组部第十批 “青年千人”计划，2013年9月回到南京大学组建纳米能源研究小组，现为南京大学固体微结构国家重点实验室PI，国家青年“973”项目首席科学家。
其主要研究方向为基于微纳结构的太阳能光热转换与水纯化技术。针对新能源和水资源利用等国家战略需求及其交叉科学前沿，基于人工微结构设计思想，主要开展微纳结构设计与制备、基于能源材料的光学-热学性质调控，以及太阳能界面光热转换与海水淡化等方面的研究工作。迄今为止，在Nature系列、Science系列等国际学术期刊共发表论文50余篇（其中9篇入选ESI高被引论文/热点论文）， 组织过能源领域国际重要学术会议5次。因在“高效太阳能海水淡化”领域原创性工作入选2016年度麻省理工学院技术评论“全球科技创新人物”(MIT Technology Review TR 35 Award)和杜邦“青年教授奖”。获得过的荣誉及奖项还包括“中国留学人员创新创业50人榜单”，获 “中国侨界贡献奖创新人才奖”、“中国光学学会饶毓泰基础光学奖”、“中国十大新锐科技人物奖”。
陈嘉庚科学奖是以著名爱国侨领陈嘉庚先生名字命名的科技奖励，其前身为陈嘉庚奖。2003年，中科院和中国银行共同出资成立陈嘉庚科学奖基金会，设立陈嘉庚科学奖，以奖励近期在中国做出的重大原创性科学技术成果；2010年陈嘉庚科学奖基金会又设立陈嘉庚青年科学奖，奖励在中国独立做出重要原创性科学技术成果的40岁以下的青年科技人才。这两个奖都按学科分设6个奖项，每两年评选一次。据悉，10余年来，陈嘉庚科学奖已有30项原创成果，共35位科学家获奖，陈嘉庚青年科学奖则已授予22位杰出青年科技人才。
参考资料：
[1] 陈嘉庚科学奖基金会：http://www.tsaf.ac.cn/index.html
[2] Chinese Science Bulletin 63(14) http://engine.scichina.com/publisher/scp/journal/CSB/63/14?slug=Browse
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