賁騰 | 矢志創(chuàng)新，至誠(chéng)報(bào)國(guó)

從“有機(jī)化學(xué)”到“高分子物理與化學(xué)”研究，從“超分子組裝”再到“有機(jī)多孔材料”研究，來(lái)自浙江師范大學(xué)含氟新材料研究所的教授賁騰，從1994年至今用30年時(shí)間練就了化學(xué)學(xué)科多領(lǐng)域創(chuàng)新融合的能力。

▲賁騰

進(jìn)入有機(jī)多孔材料研究領(lǐng)域十余年，賁騰懷揣著至誠(chéng)報(bào)國(guó)的理想，辛勤耕耘、矢志創(chuàng)新，圍繞多孔有機(jī)鹽材料的定向組裝及性能研究中的基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題，發(fā)展了多孔有機(jī)鹽材料的合成方法學(xué)，闡明了CO2捕獲與快速傳輸、質(zhì)子傳導(dǎo)、負(fù)線性壓縮、大氣水收集等性質(zhì)與微觀構(gòu)筑基元及組裝集成方式之間的構(gòu)效關(guān)系，揭示了相關(guān)機(jī)理，有力地推動(dòng)晶態(tài)多孔有機(jī)鹽領(lǐng)域向前發(fā)展。

2021年，賁騰獲得“浙江省高校領(lǐng)軍人才培養(yǎng)計(jì)劃”創(chuàng)新領(lǐng)軍人才稱號(hào)；2022年，他當(dāng)選英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)會(huì)士；2022年和2023年，他連續(xù)兩年入選全球前2%科學(xué)家?？蒲袥](méi)有坦途，對(duì)賁騰來(lái)說(shuō)，每一份貢獻(xiàn)、每一次突破，都將激勵(lì)著他繼續(xù)頂天立地做科研。

交叉科研，見(jiàn)賢思齊

吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院的前身是東北人民大學(xué)化學(xué)系，始建于1952年，由老一輩化學(xué)家蔡鎦生院士、唐敖慶院士、關(guān)實(shí)之教授、陶慰孫教授等人親手創(chuàng)建，底蘊(yùn)深厚、作風(fēng)求實(shí)。1993年，賁騰考入吉林大學(xué)有機(jī)化學(xué)專業(yè)，4年后又跨專業(yè)考入高分子化學(xué)與物理專業(yè)，師從我國(guó)特種工程塑料領(lǐng)域的名家吳忠文教授，在特種工程塑料教育部工程研究中心碩博連讀5年，從事耐腐蝕耐高溫塑料的應(yīng)用研究。

回首求學(xué)時(shí)光，賁騰十分感激導(dǎo)師吳忠文?！皡抢蠋煂?duì)我教誨良多，我印象最深的是他說(shuō)做科研一定要學(xué)會(huì)坐冷板凳，在實(shí)驗(yàn)室長(zhǎng)時(shí)間地耐心工作，如實(shí)記錄各種反應(yīng)數(shù)據(jù)，用大量數(shù)據(jù)來(lái)反復(fù)證明自己的科研結(jié)論。吳老師最忌諱的就是學(xué)生得到一兩個(gè)數(shù)據(jù)就馬上‘放衛(wèi)星’。他始終嚴(yán)格要求我們腳踏實(shí)地開(kāi)展研究，因?yàn)榭蒲芯褪菬o(wú)限逼近真相的過(guò)程?！痹趨侵椅牡南ば慕虒?dǎo)下，賁騰刻苦學(xué)習(xí)，在高分子化學(xué)與物理領(lǐng)域進(jìn)行了深入研究，取得優(yōu)異成績(jī)，2002年博士畢業(yè)后，正式留校擔(dān)任講師。

2005年，為繼續(xù)精進(jìn)學(xué)術(shù)，賁騰前往日本名古屋大學(xué)開(kāi)展為期3年的博士后研究，合作導(dǎo)師是日本超分子化學(xué)家八島榮次（Eiji Yashima）。八島榮次主要致力于螺旋聚合物的研究，利用超分子組裝，合成/構(gòu)筑/調(diào)控螺旋結(jié)構(gòu)及開(kāi)發(fā)此類螺旋聚合物，造詣?lì)H深。賁騰在八島榮次的分子設(shè)計(jì)與工程實(shí)驗(yàn)室期間，不懈鉆研，在有機(jī)合成、超分子組裝和物理化學(xué)等方面打下了扎實(shí)基礎(chǔ)。在最后一年，他還以研究員身份，參與到日本高等級(jí)的基礎(chǔ)科研項(xiàng)目戰(zhàn)略新材料研究計(jì)劃中。包干制、不限預(yù)算的管理模式，以及八島榮次對(duì)科研的專注狂熱、每天長(zhǎng)達(dá)十幾個(gè)小時(shí)的工作時(shí)長(zhǎng)，都令他印象深刻，并對(duì)他后續(xù)的科研方向產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。

2008年，帶著滿滿的收獲回國(guó)后，賁騰做了一個(gè)重要的抉擇，從出國(guó)前的應(yīng)用研究正式轉(zhuǎn)向基礎(chǔ)研究。他加入吉林大學(xué)裘式綸教授課題組，以十余年的多學(xué)科、跨專業(yè)背景，投入當(dāng)時(shí)課題組的前沿方向——有機(jī)剛性骨架孔道（類分子篩）的設(shè)計(jì)、定向合成與性質(zhì)研究。“裘教授主要研究無(wú)機(jī)孔材料，但是他當(dāng)時(shí)想要將無(wú)機(jī)的孔變成純有機(jī)構(gòu)筑的，將之變成純有機(jī)的化合物，也就是有機(jī)多孔材料?！庇纱?，賁騰走上了有機(jī)多孔材料研究之路。

裘式綸不僅將賁騰引到了一個(gè)前沿領(lǐng)域里，還陶染了他的工作態(tài)度?！棒媒淌诓恢挂淮蔚卣f(shuō)，國(guó)家給了我們這么好的實(shí)驗(yàn)條件，我們一定要心懷感恩、擔(dān)當(dāng)責(zé)任，為國(guó)家做實(shí)事作貢獻(xiàn)?！?017年，著名地球物理學(xué)家、吉林大學(xué)教授黃大年病逝于長(zhǎng)春，被中宣部追授為“時(shí)代楷?！?。黃大年心有大我、至誠(chéng)報(bào)國(guó)的愛(ài)國(guó)情懷，在吉林大學(xué)產(chǎn)生了廣泛影響，賁騰也深受觸動(dòng)。處在這樣的氛圍中，勤奮科研，至誠(chéng)報(bào)國(guó)，早已成為賁騰的使命所在。

在早期的科研旅途中，能與這些杰出的前輩為伍，賁騰深感幸運(yùn)。以他們?yōu)樽鴺?biāo)，他不斷前行，奮力攻堅(jiān)，作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人先后承擔(dān)了國(guó)家“973計(jì)劃”課題項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃子課題、國(guó)家自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃培育項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、吉林省重大研究計(jì)劃等項(xiàng)目，在多孔有機(jī)材料的設(shè)計(jì)、合成與功能研究領(lǐng)域取得了一系列成果。

朝乾夕惕，創(chuàng)新不止

懷揣科研報(bào)國(guó)之志，迄今為止，賁騰已在《化學(xué)評(píng)論》（Chem. Rev.）、《化學(xué)學(xué)會(huì)評(píng)論》（Chem. Soc. Rev.）、《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》（J. Am. Chem. Soc.）、《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》（Angew. Chem. Int. Ed.）等國(guó)際期刊發(fā)表論文80余篇，論文引用6000余次，H指數(shù)為32。多項(xiàng)研究工作被《自然·納米技術(shù)》（Nature Nanotechnology）、《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》（Angew. Chem. Int. Ed.）、《化學(xué)世界》（Chemistry World）、《化學(xué)觀點(diǎn)》（Chemistry Views）等期刊及國(guó)內(nèi)外主流媒體專門(mén)報(bào)道或亮點(diǎn)評(píng)述，引起了國(guó)內(nèi)外同行的廣泛關(guān)注。

2018年，賁騰在《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》上發(fā)表論文，提出了利用強(qiáng)酸和強(qiáng)堿構(gòu)建穩(wěn)定晶態(tài)多孔有機(jī)鹽的組裝策略，通過(guò)調(diào)節(jié)有機(jī)酸和有機(jī)堿的酸度系數(shù)，利用不同酸性的有機(jī)酸和不同堿性的有機(jī)堿制備出了一系列晶態(tài)多孔有機(jī)鹽。這一研究成果不僅構(gòu)建了一個(gè)全新的多孔材料體系，且為后續(xù)新型多孔有機(jī)鹽的制備提供了新思路。《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》以專題新聞形式報(bào)道了這項(xiàng)工作并指出“由離子鍵構(gòu)成的多孔有機(jī)鹽材料是一類新的多孔材料，合成極具挑戰(zhàn)。賁騰等人成功制備的多孔鹽材料在高溫、高濕度下展現(xiàn)出優(yōu)異的質(zhì)子傳導(dǎo)能力，有望用于燃料電池膜”。

2019年，賁騰在《化學(xué)科學(xué)》（Chem. Sci.）發(fā)表論文，介紹了團(tuán)隊(duì)制備具有亞納米雙螺旋靜電荷孔道的晶態(tài)多孔有機(jī)鹽的成果。這一材料具有優(yōu)異的CO2選擇性，并通過(guò)核磁共振技術(shù)揭示了CO2分子在孔道中以螺旋的方式快速傳輸，傳輸速率可達(dá)1 000 000步/秒。《自然·納米技術(shù)》在研究亮點(diǎn)（Research Highlight）中報(bào)道了這項(xiàng)工作，認(rèn)為賁騰與合作者“發(fā)現(xiàn)了一種對(duì)CO2具有高選擇吸附和傳輸?shù)牟牧?，并利用固體核磁闡明了CO2在螺旋孔道中的傳輸機(jī)理”。同時(shí)，英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)在《化學(xué)世界》的新聞專欄對(duì)這一成果進(jìn)行了解讀和報(bào)道，認(rèn)為：“一般來(lái)說(shuō)，分子在小孔道里傳輸動(dòng)力會(huì)受限，而本工作證實(shí)了小孔道對(duì)CO2分子具有極高的選擇性吸附及快速傳輸動(dòng)力”。

2020年，賁騰在《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》發(fā)表論文，闡述了利用穩(wěn)定且靈活的鹽鍵相互作用來(lái)構(gòu)筑極具壓縮性的金剛石拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，將巨大的壓縮性轉(zhuǎn)換成極端的負(fù)線性壓縮（NLC）行為的成果。因成果頗具創(chuàng)新性，被雜志選為封面論文。最近，他又在《化學(xué)學(xué)會(huì)評(píng)論》發(fā)表研究，針對(duì)當(dāng)時(shí)已發(fā)表的晶態(tài)多孔有機(jī)鹽，詳細(xì)地綜述了結(jié)晶有機(jī)多孔鹽的定義、分類、合成方法、孔道結(jié)構(gòu)和應(yīng)用領(lǐng)域，并討論了目前結(jié)晶有機(jī)多孔鹽在合成、結(jié)構(gòu)調(diào)控和應(yīng)用方面所面臨的挑戰(zhàn)及其發(fā)展前景。這項(xiàng)成果對(duì)于新型結(jié)晶有機(jī)多孔鹽材料的合成、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用和發(fā)展有著重要的指導(dǎo)和促進(jìn)作用。

心懷感恩，至誠(chéng)報(bào)國(guó)

從白山黑水到絲茶之府，賁騰帶著豐碩的科研經(jīng)驗(yàn)和優(yōu)良的學(xué)術(shù)傳統(tǒng)任教浙江師范大學(xué)含氟新材料研究所。在這片高度重視人才工作的熱土上，在各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下，他迅速組建起一支朝氣蓬勃、擁有20余名成員的科研團(tuán)隊(duì)。他說(shuō)：“以前的成績(jī)?cè)俸靡彩沁^(guò)去式，當(dāng)下的任務(wù)仍然是踏踏實(shí)實(shí)、勤勤懇懇地創(chuàng)造新成果?！苯?jīng)過(guò)兩年的不懈努力，賁騰團(tuán)隊(duì)接連提出了新穎的想法，做出了漂亮的成績(jī)。

▲賁騰團(tuán)隊(duì)合影

例如，2022年賁騰團(tuán)隊(duì)和聞利平團(tuán)隊(duì)合作在《自然·通訊》（Nat. Commun.）發(fā)表論文，介紹了在軌跡蝕刻后的聚酰亞胺（PI）膜上創(chuàng)建了一個(gè)錐形的跨膜納米通道，利用原位合成策略，將晶態(tài)多孔有機(jī)鹽材料組裝到上述單一的錐形納米通道中制備出一種具有功能化納米通道的膜材料，而此材料能以94.4 mmol.m-2.h-1的速度快速運(yùn)輸K+，同時(shí)K+/Li+和K+/Na+的選擇性比分別為363和31。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)為創(chuàng)造具有高性能K+離子篩分的體外仿生裝置提供了一種有效的方法。相關(guān)工作被中國(guó)膜工業(yè)協(xié)會(huì)等機(jī)構(gòu)正面評(píng)價(jià)和報(bào)道。

此外，賁騰團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)構(gòu)筑基元進(jìn)行設(shè)計(jì)，成功合成了一種新型晶態(tài)多孔有機(jī)鹽，這一材料具有獨(dú)特的雙氫鍵系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)水分子的雙層吸附，即第一層吸附的水分子與骨架之間有著較強(qiáng)的氫鍵相互作用，屬于強(qiáng)吸附，有利于形成穩(wěn)定的納米限域孔道；第二層吸附的水分子只與第一層吸附的水分子有著弱的氫鍵相互作用，屬于弱吸附，有利于水分子在納米限域孔道中快速地吸脫附與傳輸，進(jìn)而展現(xiàn)出了優(yōu)異的大氣水收集行為。日產(chǎn)水量可達(dá)2.16.gg-1.day-1，且在大氣水收集過(guò)程中的工作區(qū)間并未涉及相變，整個(gè)水吸附/脫附過(guò)程是一個(gè)快速的低能耗過(guò)程。相關(guān)成果相繼于2022年和2023年發(fā)表于《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》。

利用科技成果為百姓做實(shí)事，一直是賁騰的內(nèi)心追求之一。上述淡水收集技術(shù)，針對(duì)的就是新疆沙漠地區(qū)人均可用淡水缺乏，同時(shí)空氣濕度相對(duì)較大的情況。據(jù)賁騰介紹：“一噸新型晶態(tài)多孔有機(jī)鹽材料每天就可以收集兩噸水，進(jìn)而滿足當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)作物兩三畝地的每日淡水灌溉量。不僅如此，一些地區(qū)原本只能使用從地下抽取的苦咸水澆灌作物，導(dǎo)致可種植的作物種類非常少。如果能滿足大面積的淡水灌溉需求，那當(dāng)?shù)氐淖魑锓N植種類將大大提高，促進(jìn)新疆的菜籃子工程建設(shè)。”賁騰十分希望相關(guān)技術(shù)能夠早日落地推廣，造福當(dāng)?shù)匕傩铡?/p>

賁騰團(tuán)隊(duì)目前承擔(dān)的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“納米前沿”重點(diǎn)專項(xiàng)子課題項(xiàng)目“納米限域超流的化學(xué)反應(yīng)和信息傳輸”，旨在研究新型納米限域孔道隔膜體系的設(shè)計(jì)合成，揭示納米限域超流體的有序組裝反應(yīng)機(jī)理和初步理解生物信息傳輸?shù)脑?。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建接近100%反應(yīng)產(chǎn)率、100%選擇性和低能耗（40℃以下）的反應(yīng)體系，實(shí)現(xiàn)納米限域空間中分子和離子的高速運(yùn)輸，構(gòu)建仿生信息傳輸系統(tǒng)。浙江省自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“新型金屬-共價(jià)有機(jī)框架的構(gòu)筑及其在CO2電還原領(lǐng)域的應(yīng)用”，旨在通過(guò)設(shè)計(jì)新型的金屬有機(jī)構(gòu)筑基元進(jìn)而制備新型的金屬-共價(jià)有機(jī)框架材料，并將之用于CO2的電還原，將CO2轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌挠懈郊又档奶蓟衔铮粌H可以減少CO2排放，還可以產(chǎn)生有用的化學(xué)品，對(duì)實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)和節(jié)能具有重要意義，同時(shí)也對(duì)我國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)有著積極的促進(jìn)作用。

嚴(yán)肅活潑、開(kāi)放交流，是賁騰對(duì)團(tuán)隊(duì)氛圍的定位。目前，在賁騰的帶領(lǐng)下，團(tuán)隊(duì)已經(jīng)和美國(guó)、法國(guó)、英國(guó)等科研機(jī)構(gòu)展開(kāi)了多次合作交流，并形成改善民生、節(jié)能減排、攻關(guān)“卡脖子”技術(shù)的三大研究目標(biāo)。未來(lái)，他希望能夠領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)開(kāi)展更多從“0”到“1”的原始創(chuàng)新工作，立足于國(guó)家所需，緊跟前沿發(fā)展，心懷感恩，至誠(chéng)報(bào)國(guó)。