做科研最重要的是什么？赵东元的答案只有一个字：爱。

“好奇心是人的本能，每个人都有。但真正要在科学上有所作为，我觉得最重要的就是‘爱’。这份爱不是简单的兴趣，而是一种从内心生发的理性思考。这种驱动力强烈到你愿意为它付出所有。”

今天的“科技创新 教育力量·高校科技创新成果巡礼”专栏，让我们一起走进中国科学院院士、复旦大学教授赵东元的科研故事——

做化学研究要充满想象力

要有做探险家的能力

什么是化学？化学是一门非常古老的学科，其起点最早可溯源至中世纪的炼金术。人们研究物质的起源、构成，从一开始就伴随着神秘。希伯来语中的“Chaman”，便是“谜团”的意思。

“造化钟神秀，阴阳割昏晓”，在赵东元看来，“造化”正是化学的本质，大自然创造了万物，通过事物与事物之间的相互变化，造就了大千世界。

谈及化学的特点，赵东元认为：“化学没有数学那么‘精确’，也没有物理那么‘高大上’，很多时候也看不见摸不着。一代代化学研究者，都是在黑暗中慢慢摸索前进。”比如，仅仅为了弄清楚空气的组成，人们就前前后后花了三百多年的时间。

“化学家要充满想象力，要有做探险家的能力。”赵东元强调。而与此同时，化学也是合成的艺术，是一门艺术的科学，需要被传承和创新。

开启近代化学之路的“化学之父”罗伯特•波义耳、创立原子论的约翰•道尔顿、“有机合成天才”罗伯特·伯恩斯·伍德沃德……回顾漫长的化学科学史，赵东元紧扣关键人物，分享了他对于科学精神的深入思考。其中，“独立”是关键词。

为什么科学是“独立”的？赵东元表达了自己的见解：科学的每一次重大突破，都是一个人或者极少数人对人类共识的挑战。新实验结果催生的新理论往往是突破性的、跳跃式的，不可能从已存共识中演绎出来。常规科学是演绎的，而革命性的科学思维是破坏性的、超逻辑的。

创新的科学思维从何而来？赵东元认为，“正确的选题”，“好的科学方法”，“抛开功利、深邃思维和大胆质疑”，“科学合作和科学道德”，缺一不可。

基础研究的翅膀一旦插上应用的

铅砣，就难以高飞远举

介孔材料是指孔径在2-50 nm之间的纳米多孔固体，是纳米材料的一个重要分支。与微孔材料相比，介孔材料的孔径更大，更适用于大分子参与的化学反应过程；与大孔材料相比，介孔材料具有更大的比表面积和更多的活性位点，显示出独特的纳米限域效应。

▲介孔高分子和碳材料的电子显微镜照片

过去20多年里，赵东元及其团队深耕介孔材料研究，开发大量介孔材料的合成方法，创制一系列全新的介孔材料，相关成果被数十个国家和地区的千余家科研机构跟踪采用。而他所创造出的20种新型功能介孔材料，全部以FDU（复旦大学）命名。2020年，他带领团队获国家自然科学奖一等奖。

如今，赵东元团队将介孔材料研究发展到了前所未有的新高度。其构建过程包括从原子到分子，再到功能基元和器件的逐级组装，为前沿交叉学科的发展提供新范式。此外，他们还将介孔材料广泛应用于催化、储能、生物检测、化妆品、水处理、电子材料等诸多方面。

▲赵东元研发的介孔材料在工业上的应用

如何看待科学研究和应用之间的关系？赵东元认为，尽管化学是离工业最近的一门基础学科，很多研究成果都能实现转化，但基础研究不能只考虑经济效益和应用价值，而应当专注于提出问题和回答问题本身。

“正如化学在炼金术、炼丹术中存在了很长时间，当人们以获取黄金为目的时，它就不是科学。”赵东元说，1661年，当罗伯特·波义耳写下第一本化学“教科书”并开始研究物质的本质和物质的变化时，化学才成为了一门科学。

“基础研究的翅膀一旦插上了应用的铅砣，就难以高飞远举了。”他强调，做科研不要总是问“有什么用”，只有先回答好基础问题，才可能围绕已有的科研成果，实现更为广泛的应用。

面向未来，如何设计具有特殊功能和动力学特征的分子？细胞的化学基础是什么？思考和记忆的化学基础是什么？怎样能够探索全部元素的可能组合？赵东元认为，这些议题是化学基础研究亟需解答的问题。

而面对生成式人工智能的兴起，赵东元也感受到了紧迫感。“现在，我们利用AI可以设计出200多种晶体材料，放在以前，人们要不断试错，花掉10年甚至更长时间。”目前他正在带领团队致力于将人工智能与传统化学研究相结合。

就在2023年11月，复旦大学成立相辉研究院，赵东元受聘为首任院长。该研究院聚焦攻关前瞻性、挑战性、高价值的关键科学难题，着力营造宽容、开放、活跃、自由的学术环境，为人才“十年磨一剑”提供制度保障。

“只问是非，不计利害”的科学精神，是赵东元始终倡导的。他期待与更多科学家并肩努力、心无旁骛，“让科学成为未来中国重要的文化基因，让科学伴随我们的梦想实现”。

都学课堂MPAcc全程班。选MPAcc，上都学课堂