師徒同38歲當選院士,最年輕女院士的“平淡”之路!


院士是學術界授予科學家的最高職稱,當選院士意味著成為某一領域的領軍者。從近年當選情況來看,院士的平均年齡在50歲左右,但其中不乏青年才俊,學術女神顏寧、首位《科學》雜質中國評審編輯盧柯都曾在不惑之前當選為院士,成為學術界的神話。而今天的主人公——任詠華,也在僅僅38歲就當選院士,其導師支志明同樣在38歲當選為院士,成為一段佳話。

支志明院士是香港首位當選中科院院士的科學家,現任香港大學合成化學國家重點實驗室主任。研究方向涉及有機合成化學及方法學,金屬有機化學,配位化學及材料學,藥物化學,中藥及天然產物化學,化學生物學,計算化學等。支志明院士在整個化學領域都做出了重要貢獻。開創了關于d8 和d10金屬復合物的化學,包括:激發態化學、d8 和d10金屬離子的封閉殼體的金屬-金屬相互作用。也領先發展了具有反應活性的金屬-配體多重鍵復合物,并應用于原子、基團的轉移/插入反應,實現了選擇性C-H鍵官能團化,在有機合成方面有著重要的應用價值。在JACS、Angew. Chem. Int. Ed.、 Chem. Commun.、Inorg. Chem.、Organometallics、Chem.-An Asian J.、Org.Lett.、?Chem. Sci.、Adv. Mater.等國際期刊上發表SCI論文960余篇,其中在JACS等領域內頂刊發表論文超300余篇,他引超過32000余次,H-index為94。

作為其最出色的學生之一,任詠華在港大畢業后選擇在港大繼續攻讀博士學位,師從支志明教授。2001年38歲時增選為中國科學院院士,是當時最年輕的院士。2005年獲得中國國家自然科學獎二等獎,2006年當選第三世界科學院院士,2011年獲得世界杰出女科學家成就獎,2012年當選為美國國家科學院外籍院士,2015年當選為歐洲人文和自然科學院外籍院士,是該院化學界唯一一名外籍院士。

任詠華院士目前研究的方向主要涉及超分子自組裝和有機凝膠,光致變色材料,金屬有機、納米簇和納米材料,分子材料學,光電材料,發光材料和發光化學傳感器和生物標簽等方面的研究。

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根據web of science數據庫顯示,任詠華院士已發表SCI論文460余篇,引用超23000余次,h因子79。引用頻次也是逐年增加,尤其是近三年年平均引用量超2000次(圖2)。從按年度發表論文來看,任詠華課題組每年的發文量在20—30篇左右(圖3),且筆者發現課題組每年都會有Angew. Chem. Int. Ed.、JACS、Chem. Sci.這樣的頂刊發表。

圖1任詠華院士引文報告

圖2 引用頻次按年

圖3 發表論文數按年

圖4 論文來源出版物

任詠華院士及課題組成員系統地設計和合成了新的無機發光分子材料和化學傳感器配合物。利用各種橋連配體,設計及合成了多種多核金屬簇體系的發光材料。利用炔基在結構上呈剛性及線性排列的優點,設計了新型有機金屬錸、鉑、銅和銀的發光剛性棒材料。尤其是團隊對光敏材料的研究成果頗豐,研發的幾種具有獨特光吸收性能的物質可以極大的改善發光二極管的能耗。2011年由于其在發光材料以及捕捉太陽能的創新技術方面做出的重要貢獻,每年全球僅五位的名額授予了任詠華院士“世界杰出女科學家獎”,這是對女性科研工作者最高的榮譽。任詠華院士在導師支志明的啟蒙下,長期從事配位和有機金屬化學、超分子化學和光化學的基礎研究工作,開創性的把無機及有機金屬化學的研究應用于功能分子材料研究中,開發出新型發光的分子設計和材料研究,并從發光性和機理方面做出了極為詳盡的闡述,為此領域的研究奠定了堅實的理論基礎。以下是任詠華院士獲得的主要榮譽:

任詠華團隊近期研究成果介紹:

1、光致發光

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苯并[b]磷雜環炔基金(I)配合物在施加相應的光和機械力刺激時顯示出光致變色和機械變色性質。任詠華團隊通過分子設計可以成功地實現該系列金(I)配合物的多刺激響應特性,其涉及將含有光致變色二噻吩基乙烯的苯并[b]磷雜環戊烯配合到含有三苯胺的芳基乙炔基配體中。該系列金(I)配合物具有優異的熱不可逆性和強抗疲勞性,實現了由光致變色和機械著色控制的多色狀態。在環境條件下也觀察到可重復的光致變色和機械變色循環而沒有明顯的反應性損失。

(Photochromic Benzo[b]phosphole Alkynylgold(I) Complexes with Mechanochromic Property to Serve as Multistimuli‐Responsive Materials .?Angew.?Chem.Int.Edit., 2018,?DOI:10.1002/anie.201806272)

2、有機發光器件

合理分子設計

成功地設計并合成了一類新的天藍色芳基金(III)配合物,其含有衍生自2,6-二苯基吡啶(C ^ N ^ C)的三齒雙環金屬化配體。通過在三齒C ^ N ^ C配體的苯環上系統地改變從氰基,氟和三氟甲基到三氟甲氧基的吸電子基團。通過使用三氟甲基和三氟甲氧基,成功地減少了與三齒配體上的多個氟取代相關的基態的較高激發態畸變。利用其在固態MCP薄膜中高達43%的光致發光量子產率,高性能溶液可處理和真空沉積的有機發光器件外部量子效率分別高達5.3%和11.3%。

(Rational molecular design for realizing high performance sky-blue-emitting gold(III) complexes with monoaryl auxiliary ligands and their applications for both solution-processable and vacuum-deposited organic light-emitting devices.?Chem. Sci., 2019,DOI:?10.1039/C8SC03636E)

3.“熱刺激延遲磷光”機制

為了解決和克服藍色發射體對由高位三重激發態引起的失活途徑的反應性和易感性增加相關的困難,任詠華團隊成功地證明了通過“熱刺激延遲磷光”機制獲得三重態發射的創新策略,其中觀察到激子從較低能量三重態激發態(T1)向較高能量三重態激發態(T1')的熱上轉換產生藍色發射。較低位置的T1激發態可以作為反向內部轉換通過上轉換來填充發光T1'狀態的介體,這可以將光致發光量子產率提高20倍以上。實現了具有高達7.7%的外部量子效率和具有CIE坐標(0.17,0.37)的天藍色發射的有機發光器件,并且發現該設備顯示出相當可觀的壽命。這項工作為藍色磷光發光體的設計和合成開辟了一條新途徑。

(Realization of Thermally Stimulated Delayed Phosphorescence in Arylgold(III) Complexes and Efficient Gold(III) Based Blue-Emitting Organic Light-Emitting Devices.JACS,2018,DOI:?10.1021/jacs.8b09205)

4、超分子自組裝

團隊采用頭對尾堆疊排列構建超分子支架,其中三聯吡啶配體上的磺酸基團外圍位置優先結合GNR的側面。可以通過PtII復合物的濃度來調節金納米棒(GNR)組裝成階梯狀納米結構的程度。這是世界上首次以通過Pt···Pt和π‐π相互作用合成了Pt基超分子腳手架,然后以其為模板,引導Au納米棒自組裝成有序陣列。

(Platinum(II)-based Supramolecular Scaffold-Templated Side-by-side Assembly of Gold Nanorods Through Pt···Pt and π‐π Interactions.?Chem.Int.Edit., 2018,?DOI:?10.1002/anie.201810302)

在獲得世界杰出女科學家獎接受采訪談及工作與生活時,任詠華院士這樣說道:“科學像是吃飯一樣,你不可以不吃,它已經是你生活的一部分。似乎沒有什么,顯得特別平淡的,已經融在一起分不開了。我的家人經常和我開玩笑說,你需要回到實驗室里去聞一聞化學藥品的味道了。也許,我是個離不開化學品的人。我選擇了熱愛的化學,直到現在,我還能享受其中的樂趣。”是呀,一個人有所成就離不開一顆對自己事業炙熱的心,任詠華院士對待科研的態度也正是現今稍顯浮躁的我們所需要學習的。

愿我們做一個平淡的人,在平淡中尋找不平凡!

本文由Abida供稿。

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