賁騰,教授,博士生導師。
英國皇家化學會會士,全球前2%頂尖科學家(2022&2023),Chemical Synthesis青年編委,“浙江省高校領軍人才培養計劃”創新領軍人才。1997年畢業于吉林大學化學學院,獲學士學位,2002年獲該校理學博士學位,并留校任教。2005年至2008年期間于日本名古屋大學進行博士后研究(合作導師:Eiji Yashima)。2010年晉升為吉林大學化學學院教授,2020年被吉林大學聘為唐敖慶卓越教授。2021年調入浙江師范大學,聘為杰出教授,2022年三月入選英國皇家化學學會會士(Fellow of the Royal Society of Chemistry,FRSC)。
主要從事多孔有機材料的設計、合成與功能研究。已在Chem. Rev., Chem. Soc. Rev.,J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Nat. Commun., Adv. Mater., Energy Environ. Sci., Chem. Sci.等國際知名期刊發表論文80余篇,論文他引超6000次,h-index為32(Google Scholar)。多項研究工作被Nature Nanotechnology, Chemistry World, Chemistry Views, The Times等知名期刊雜志以及國內外主流媒體的專門報道或亮點評述,引起了國內外同行的廣泛關注。共同主編著作《Porous Polymers-Design, Synthesis and applications》一部,并由英國皇家化學學會(The Royal Society of Chemistry)出版發行。研究成果“多孔有機骨架材料的靶向合成及應用研究”獲2012年吉林省科技進步一等獎(第三完成人),研究成果“多孔有機骨架材料及其衍生物的制備和性能研究”獲2017年吉林省自然科學一等獎(第二完成人)。作為項目負責人承擔了國家973計劃課題項目兩項、國家重點研發計劃子課題項目、國家自然科學基金重大研究計劃培育項目、國家自然科學基金面上基金、吉林省重大研究計劃、浙江省自然科學基金重點項目等,還參與了國家自然科學基金委重大研究計劃重點項目和重大項目課題項目。
教育經歷:
1993/09-1997/07, 吉林大學 化學學院 學士
1997/07-2002/07, 吉林大學 化學學院 博士
工作經歷:
2002/07-2004/12 吉林大學 化學學院 講師
2005/04-2007/04 日本名古屋大學,JSPS博士后,合作導師:Eiji Yashima
2007/04-2008/04 日本科學技術振興機構(JST),研究員
2005/01-2010/09 吉林大學 化學學院 副教授
2010/10-2021/05 吉林大學 化學學院 教授
2020/07-2021/06 吉林大學唐敖慶卓越教授
2021/06-至今 浙江師范大學,含氟新材料研究所,杰出教授
研究方向:
1、晶態多孔有機鹽的制備及應用;
2、多孔碳材料的制備與應用研究;
3、多孔有機材料薄膜的制備;
4、新型多孔有機材料的設計、合成與制備。
科研項目:
1. 國家重點研發計劃“納米前沿”重點專項子課題項目,2021YFA1200400,納米限域超流的化學反應和信息傳輸,2021.12-2026.11,在研,主持。
2. 浙江省自然科學基金重點項目,LZ22B010001,新型金屬-共價有機框架的構筑及其在CO2電還原領域的應用,2022.01-2024.12,在研,主持。
3. 國家自然科學基金重大研究計劃項目培育項目,91956108,利用非手性基元的手性誘導構筑晶態多孔有機骨架分離膜及其手性小分子拆分性能研究,2020.01-2022.12,在研,主持。
4. 國家自然科學基金面上項目,21871103,碳化共價多孔有機骨架膜的制備及其在鋰硫電池中的應用研究,2019.01-2022.12,在研,主持。
5. 國家自然科學基金面上項目,21471065,功能性多孔有機骨架的制備與性能研究,2015.01-2018.12,已結題,主持。
6. 國家自然科學基金重大項目課題項目,21390394,團簇開放骨架的定向組裝及性能研究,2014.01-2018.12,已結題,參加。
7. 國家973計劃項目課題,2012CB821700,有機分子基框架多孔材料的前沿研究課題,2012.09-2016.09,已結題,主持。
8. 國家973計劃項目課題,2011CB808703,若干功能體系的定向設計與構筑課題,2011.09-2015.09,已結題,主持。
9. 國家自然科學基金重大研究計劃重點項目,91022030,多孔有機骨架光電轉換功能材料的晶體構筑,2011.01-2014.12,已結題,參加。
10. 吉林省科技廳重大研究計劃項目,20106021,聚芳醚酮類液晶材料的中試與應用研究,2010.06-2012.12,已結題,主持。
11. 國家基金委主任基金,20854001,電活性折疊體的合成及其對生物分子的識別,2009.01-2009.12,已結題,主持。
12. 國家自然科學基金青年基金項目,50403002 手性識別能力可控的手性聚芳醚酮材料,2005.01-2007.12,已結題,主持。
發明公開:
[1]賁騰, 李博珣. 一種手性金屬有機框架膜材料及其制備方法與應用[P]. 浙江省: CN118271662A, 2024-07-02.
[2]賁騰, 趙宇. 一種超高穩定性氟化共價有機框架材料及其制備方法與應用[P]. 浙江省: CN117924632A, 2024-04-26.
[3]賁騰, 孫丹玲, 邢國龍. 一種熒光晶態多孔有機鹽及其制備方法與應用[P]. 浙江省: CN117756675A, 2024-03-26.
[4]賁騰, 韓宇霞, 付靜茹, 呂潔. 一種晶態多孔有機鹽及制備方法與應用[P]. 浙江省: CN117487176A, 2024-02-02.
[5]賁騰, 王金漫, 邢國龍. 等級孔結晶性多孔有機鹽材料及制備方法[P]. 浙江省: CN117467147A, 2024-01-30.
[6]賁騰, 呂潔, 付靜茹, 韓宇霞. 一種含親水基團和疏水基團的二維共價有機骨架材料及其制備方法與應用[P]. 浙江省: CN117430769A, 2024-01-23.
[7]賁騰, 李博珣. 一種基于非手性原料合成的手性金屬有機框架材料及其制備方法[P]. 浙江省: CN115926190A, 2023-04-07.
[8]賁騰, 張帥. 一種收集大氣水產水的裝置[P]. 浙江省: CN115142519A, 2022-10-04.
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[11]賁騰, 王婷. 一種基于金屬離子摻雜的卟啉基共價有機骨架材料及其制備方法與應用[P]. 吉林省: CN112920357A, 2021-06-08.
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[13]賁騰, 裘式綸. 多孔氧化鋁膜、含銀離子多孔氧化鋁復合膜及其制備方法[P]. 吉林省: CN111646785A, 2020-09-11.
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[16]賁騰, 裘式綸, 魏慧欣. 一種混合機制膜及其制備方法[P]. 吉林: CN107970786A, 2018-05-01.
[17]賁騰, 裘式綸. 超耐高溫性的高導電率的多孔芳香骨架化合物其制備方法及其于質子交換膜燃料電池的應用[P]. 廣東: CN106750190A, 2017-05-31.
[18]賁騰, 裘式綸, 王昀. 一種多孔碳材料及其制備方法[P]. 廣東: CN105000546A, 2015-10-28.
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[21]賁騰, 裘式綸, 李艷強. 制備多孔碳材料的方法及用該方法制備的多孔碳材料[P]. 廣東: CN102897746A, 2013-01-30.
[22]賁騰, 逯春晶, 裘式綸. 制備金屬有機骨架膜的方法[P]. 廣東: CN102773025A, 2012-11-14.
[23]賁騰, 裴翠穎, 姚向東, 裘式綸. 新型多孔碳材料的制備方法及新型多孔碳材料[P]. 廣東: CN102730665A, 2012-10-17.
[24]賁騰, 裴翠穎, 裘式綸, 朱廣山. 有機多孔材料及其制備方法[P]. 廣東: CN102477146A, 2012-05-30.
[25]賁騰, 彭曄, 裘式綸. 多孔硅氧烷有機骨架材料及其制備方法[P]. 廣東: CN102382132A, 2012-03-21.
[26]賁騰, 崔巖, 裘式綸. 多孔有機骨架材料及其制備方法[P]. 廣東: CN102372850A, 2012-03-14.
[27]賁騰, 裘式綸. 抗癌藥物雷替曲塞的合成新工藝[P]. 廣東: CN102127063A, 2011-07-20.
[28]賁騰, 裘式綸, 劉冰. 芳香型二脒化合物及其合成方法[P]. 廣東: CN102093258A, 2011-06-15.
[29]賁騰, 裴翠穎, 裘式綸. 使用高比表面積多孔有機材料的氣體儲存裝置及用于吸附性吸收化學種類裝置[P]. 廣東: CN102095070A, 2011-06-15.
[30]賁騰, 朱廣山, 裘式綸. 有機多孔聚合物材料及其合成方法[P]. 廣東: CN101954273A, 2011-01-26.
[31]朱廣山, 賁騰, 裘式綸, 任浩. 具有超高比表面積的多孔聚合物材料、其制備方法及其于氣體儲存或液體吸附的應用[P]. 廣東: CN101934222A, 2011-01-05.
[32]裘式綸, 賁騰, 康子曦, 崔巖, 楊利國. 分子篩組裝手性聚苯胺吸波材料及其制備方法[P]. 吉林: CN101781457A, 2010-07-21.
[33]賁騰, 楊利國, 姚雷, 王永國, 張萬金. 含電活性基團的聚芳醚酮/聚醚砜類環狀齊聚物及制備方法[P]. 吉林: CN101274917, 2008-10-01.
[34]賁騰, 曹暉, 陳春海, 張萬金. 新型手性聚芳醚酮(砜)系列聚合物及制備[P]. 吉林: CN1556131, 2004-12-22.
[35]賁騰, 陳春海, 王策, 吳忠文, 張萬金. 有機納米孔材料修飾電極[P]. 吉林: CN1316643, 2001-10-10.
[36]賁騰, 陳春海, 王策, 吳忠文, 張萬金. 手性納米孔材料修飾電極[P]. 吉林: CN1316644, 2001-10-10.
[37]陳春海, 劉新才, 賁騰, 高自紅, 魏占海, 吳忠文, 張萬金. 聚芳醚酮類高性能材料的制備[P]. 吉林: CN1266862, 2000-09-20.
[38]陳春海, 賁騰, 劉新才, 裘赫, 吳忠文, 張萬金. 手性環狀預聚物的合成[P]. 吉林: CN1263121, 2000-08-16.
發明授權:
[1]賁騰, 李博珣. 一種基于非手性原料合成的手性金屬有機框架材料及其制備方法[P]. 浙江省: CN115926190B9, 2024-05-31.
[2]賁騰, 李博珣. 一種基于非手性原料合成的手性金屬有機框架材料及其制備方法[P]. 浙江省: CN115926190B, 2024-05-14.
[3]賁騰, 王晨, 董妍. 一種具有穩定光熱性能的苝類多孔有機鹽材料及其制備方法與應用[P]. 吉林省: CN114380826B, 2024-02-23.
[4]賁騰, 齊洪巖. 結晶多孔有機鹽材料及其制備方法與應用[P]. 吉林省: CN112934182B, 2023-01-20.
[5]賁騰, 付靜茹. 一種共價有機骨架及其復合材料、制備方法與應用[P]. 吉林省: CN112851954B, 2022-11-08.
[6]賁騰, 王婷. 一種基于金屬離子摻雜的卟啉基共價有機骨架材料及其制備方法與應用[P]. 吉林省: CN112920357B, 2022-05-31.
[7]賁騰, 裘式綸. 多孔氧化鋁膜、含銀離子多孔氧化鋁復合膜及其制備方法[P]. 吉林省: CN111646785B, 2021-08-31.
[8]賁騰, 裘式綸, 魏慧欣. 一種混合基質膜及其制備方法[P]. 吉林省: CN107970786B, 2021-03-02.
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[10]賁騰, 裘式綸. 超耐高溫性的高導電率的多孔芳香骨架化合物其制備方法及其于質子交換膜燃料電池的應用[P]. 廣東省: CN106750190B, 2019-07-19.
[11]賁騰, 裘式綸, 逯春晶. 金屬有機骨架膜的制備方法及其用途[P]. 廣東省: CN104107643B, 2017-07-21.
[12]賁騰, 裴翠穎, 裘式綸, 朱廣山. 有機多孔材料及其制備方法[P]. 廣東省: CN102477146B, 2015-05-27.
[13]賁騰, 裴翠穎, 姚向東, 裘式綸. 多孔碳材料的制備方法及多孔碳材料[P]. 廣東省: CN102730665B, 2015-04-29.
[14]賁騰, 逯春晶, 裘式綸. 制備金屬有機骨架膜的方法[P]. 廣東省: CN102773025B, 2015-04-29.
[15]賁騰, 裘式綸, 李艷強. 制備多孔碳材料的方法及用該方法制備的多孔碳材料[P]. 廣東省: CN102897746B, 2015-04-29.
[16]賁騰, 裘式綸, 劉冰. 芳香型二脒化合物及其合成方法[P]. 廣東省: CN102093258B, 2014-06-18.
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[18]朱廣山, 賁騰, 裘式綸, 任浩. 具有超高比表面積的多孔聚合物材料、其制備方法及其于氣體儲存或液體吸附的應用[P]. 廣東省: CN101934222B, 2013-06-19.
[19]朱廣山, 裘式綸, 賁騰, 薛銘, 張鳳. 以金屬有機骨架材料為模板制備高比表面積炭材料的方法[P]. 廣東省: CN101885485B, 2013-01-16.
[20]賁騰, 朱廣山, 裘式綸. 有機多孔聚合物材料及其合成方法[P]. 廣東省: CN101954273B, 2013-01-16.
[21]賁騰, 裴翠穎, 裘式綸. 使用高比表面積多孔有機材料的氣體儲存裝置及用于吸附性吸收化學種類裝置[P]. 廣東省: CN102095070B, 2012-08-15.
[22]裘式綸, 賁騰, 康子曦, 崔巖, 楊利國. 分子篩組裝手性聚苯胺吸波材料及其制備方法[P]. 吉林省: CN101781457B, 2012-02-08.
[23]賁騰, 曹暉, 陳春海, 張萬金. 新型手性聚芳醚酮(砜)系列聚合物及制備[P]. 吉林省: CN1226330C, 2005-11-09.
[24]賁騰, 陳春海, 王策, 吳忠文, 張萬金. 有機納米孔材料修飾電極[P]. 吉林省: CN1200274C, 2005-05-04.
[25]賁騰, 陳春海, 王策, 吳忠文, 張萬金. 手性納米孔材料修飾電極[P]. 吉林省: CN1200275C, 2005-05-04.
[26]陳春海, 賁騰, 劉新才, 裘赫, 吳忠文, 張萬金. 手性環狀預聚物的合成[P]. 吉林省: CN1108325C, 2003-05-14.
[27]陳春海, 劉新才, 賁騰, 高自紅, 魏占海, 吳忠文, 張萬金. 聚芳醚酮類高性能材料的制備[P]. 吉林省: CN1098874C, 2003-01-15.
實用新型:
[1]王長利, 賁騰, 張萬金. 記錄本[P]. 吉林: CN2696843, 2005-05-04.
出版著作:
1.S. Qiu, and T. Ben. Porous Polymers: Design, Synthesis and Applications. Royal Society of Chemistry, 2015.
發表英文論文:
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[3]G. Xing, S. Zhang, W. Zhu, T. Ben*, Reply to the Correspondence on “Crystalline Porous Organic Salt for Ultrarapid Adsorption/Desorption-Based Atmospheric Water Harvesting by Dual Hydrogen Bond System”, Angew. Chem. Int. Ed., 2023, 62, e202215074.
[4]S. Zhang, J. Fu, S. Das, K. Ye, W. Zhu, T. Ben*, Crystalline Porous Organic Salt for Ultrarapid Adsorption/Desorption-Based Atmospheric Water Harvesting by Dual Hydrogen Bond System, Angew. Chem. Int. Ed., 2022, 61, e202208660
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[6]賁騰 & 裘式綸. (2013). 多孔有機骨架材料的碳化及其在環境、能源領域的應用研究. (eds.) 第十七屆全國分子篩學術大會會議論文集 (pp.52).
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[8]賁騰 & 裘式綸. (2012). 多孔芳香骨架材料(PAF)的設計合成與性質研究. (eds.) 第十二屆固態化學與無機合成學術會議論文摘要集 (pp.89).
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[10]裴翠穎, 賁騰, 崔巖 & 裘式綸. (2011). 具有光電功能的多孔有機骨架材料的靶向構筑. (eds.) 11th Conference on Solid State Chemistry and Inorganic Synthesis Joint with 2th Dalton Transactions International Symposium Abstract Book (pp.141).
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[12]逯春晶, 賁騰 & 裘式綸. (2011). 一種新型有機聚合物基底上生長MOFs膜的制備方法. (eds.) 第十六屆全國分子篩大會論文集 (pp.77).
[13]裴翠穎, 賁騰 & 裘式綸. (2011). 羥基多孔芳香骨架化合物的清潔能源存儲性能研究. (eds.) 第十六屆全國分子篩大會論文集 (pp.95).
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[18]彭曄, 賁騰, 朱廣山 & 裘式綸. (2010). 定向合成分子篩拓撲的多孔硅氧烷有機骨架. (eds.) 中國化學會第27屆學術年會第08分會場摘要集 (pp.193).
[19]裴翠穎, 賁騰, 裘式綸 & 朱廣山. (2010). 3D金屬有機共價聚合物的設計與合成. (eds.) 中國化學會第27屆學術年會第08分會場摘要集 (pp.198).
[20]崔巖, 賁騰 & 裘式綸. (2010). 含苯胺基元的新型多孔有機骨架材料. (eds.) 中國化學會第27屆學術年會第08分會場摘要集 (pp.236).
[21]楊利國, 王永國, 崔巖, 賁騰 & 張萬金. (2009). 新型咔唑類光電雙親性折疊體材料的合成. (eds.) 2009年全國高分子學術論文報告會論文摘要集(下冊) (pp.121-122).
[22]閆雪, 劉慶輝, 陳梁, 賁騰 & 張萬金. (2006). 分子漆包線模型研究. (eds.) 中國化學會第二十五屆學術年會論文摘要集(上冊) (pp.812).
[23]楊利國, 閆雪, 張萬金 & 賁騰. (2006). 含電活性苯胺鏈段的聚芳醚酮類環狀齊聚物合成和性質研究. (eds.) 中國化學會第二十五屆學術年會論文摘要集(上冊) (pp.922).
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[40]Ben, T; Ruan, R; Yang, Z; Chen, C; Zheng, Y; Wu, Z.Design and synthesis of poly(aryl ether sulphone)s containing biphenyl moieties.218th National Meeting of the American-Chemical-Society, United States, 1999-08-22 to 1999-08-26.
榮譽獎勵:
1、2017 年獲得了吉林省自然科學一等獎(第二完成人)。
2、2012 年獲得吉林省科技進步一等獎(第三完成人)。
21世紀以來,隨著科技的發展,先進材料已成為制約高新技術和高端制造業發展的關鍵因素。在全球倡導綠色低碳的時代,如何利用新材料達到節能減排的目的,是眾多科研人員為之不懈努力的目標。晶態多孔有機鹽(Crystalline Porous Organic Salts,CPOSs),作為多孔材料家族的新成員,近年來逐漸進入了科研人員的視野。
晶態多孔有機鹽材料合成條件簡單、孔道規則,具有永久的孔隙結構,在燃料電池、二氧化碳封存與捕獲以及客體分子快速傳輸等領域顯示出了廣闊的應用前景,是當前的研究熱點。浙江師范大學的賁騰教授就主要從事多孔有機鹽材料的設計、合成與功能研究,作為晶態多孔有機鹽材料的主要發明者之一,他引領了我國該領域研究的快速發展。
科研創新結碩果
1997年,賁騰畢業于吉林大學化學學院,本科畢業后又在本校碩博連讀,于2002年獲得理學博士學位,隨后留校任教,同時從事科研工作。2005年,賁騰前往日本名古屋大學,至2008年期間一直進行博士后研究,合作導師為八島榮次教授。2010年,賁騰晉升為吉林大學化學學院教授,2020年被吉林大學聘為“唐敖慶卓越教授”。2021年,他調入浙江師范大學被聘為杰出教授。此外,賁騰教授還當選了英國皇家化學會會士、入選全球前2%科學家,以及“浙江省高校領軍人才培養計劃”創新領軍人才。
多年來,賁騰教授作為項目負責人先后承擔主持了多項科研項目,包括國家973計劃課題項目、國家重點研發計劃子課題項目、國家自然科學基金重大研究計劃培育項目、國家自然科學基金面上基金、吉林省重大研究計劃、浙江省自然科學基金重點項目等等。
熱愛可抵歲月綿長,努力方能直達遠方。賁騰教授對多孔有機材料的研究充滿熱情和執著,多年來在這一領域深耕細作,積累了深厚研究經驗,取得了一系列創新性的、國際領先的科研成果。2018年,賁騰教授帶領研究團隊從分子設計的角度出發,巧妙地利用酸堿反應,成功構建了一種具有規則納米孔道的新型多孔有機材料體系,并首次提出了“晶態多孔有機鹽(CPOSs)”的概念。此后,晶態多孔有機鹽作為功能性結晶多孔有機材料的新星,迅速引起了廣泛關注。
與傳統通過共價鍵、氫鍵和弱相互作用構建的多孔有機材料不同,晶態多孔有機鹽采用了一種全新的制備策略——利用有機酸和有機堿通過離子鍵構筑具有永久多孔性的周期性網絡結構。其結構中的極性納米限域通道賦予了CPOSs獨特的物理化學性質,與廣泛應用的無機多孔材料——分子篩——在功能上有著異曲同工之妙。分子篩因其獨特的極性孔道結構和卓越的穩定性,目前在吸附劑和催化劑領域已經取得了商業上的成功,并在異相催化、石油化工等關鍵化工領域發揮著重要作用。而晶態多孔有機鹽是一類在結構和功能上與分子篩極為相似的具有極性孔道的有機孔材料,可以稱之為“有機分子篩”。 它們不僅展現出了巨大的應用潛力,而且在未來的商業化道路上,甚至有望實現比分子篩更為廣闊的應用場景。
據了解,晶態多孔有機鹽材料具有離子鍵、納米限域孔道以及永久多孔性等特點。賁騰教授介紹說,“由靈活離子鍵構建的CPOS-1展現出了巨大的負線性壓縮行為,在高壓下體系中,離子鍵依然可以保持CPOS-1結構的完整性,這就證實了離子鍵在維持晶態多孔有機鹽材料結構穩定性方面具有不可替代的作用,為我們理解晶態多孔有機鹽材料與其他多孔有機材料的本質區別提供了理論依據。同時,納米限域孔道和永久多孔性的特點,則為限域空間內高效低能耗的物質傳輸與分離提供了研究平臺,并在質子傳導、二氧化碳分子快速傳輸以及大氣水收集等領域展現出了巨大的應用前景。”
目前,賁騰教授收到國際頂尖期刊Chemical Society Reviews的邀請,針對已發表的晶態多孔有機鹽做了詳細的綜述,包括晶態多孔有機鹽的定義、分類、合成方法、孔道結構和應用領域等。同時,他還探討了晶態多孔有機鹽在當前所面臨的挑戰以及未來的發展方向與應用前景,這些對于晶態多孔有機鹽材料領域的發展都有重要的指導和促進作用。
立德樹人做良師
“百年大計,教育為本”,教育是國家發展的根基、是社會進步的源泉。作為高校教授,除了日常繁忙的科研工作外,賁騰教授還擔負著教書育人、為國培養人才的重任。他深感肩上責任重大,他認為教育的核心是“立德樹人”。因此,他始終秉承信念、道德的重要性,“立德樹人”也始終貫穿他的任教期間。
在培養科研人才的教育中,賁騰教授認為,“科學沒有國界,但科學家有國籍”,因此,在研究生培養中,他注重思想教育與知識教育并行。他緊抓學生的思想政治,教育學生要忠于黨和國家,為實現中華民族偉大復興的而努力奮斗。關于這一點,賁騰教授明確表示,加強思想教育,有利于研究生沉下心來夯實基礎,這樣才能做好科研、做出成績。另外,賁騰教授還特別注意培養學生的科學精神,他說:“科學精神的培養,就是實事求是的踐行,只有在實事求是的基礎上,才能談科研能力和創新能力。”
師者傳道授業解惑也,賁騰教授認為,教學,不僅是傳授學生知識的過程,更是師生共同探討、共同進步的過程。在學校里,每當學生遇到問題時,賁騰教授會與學生平等討論、共同解決。比如在晶態多孔有機鹽的創制這一研究課題中,他告訴學生,目前國內外許多課題組已經通過配位鍵、共價鍵、氫鍵、非共價相互作用成功地構筑了多種晶態多孔有機材料,但是利用離子鍵構筑晶態多孔有機材料仍是一項充滿挑戰的任務。他們通過查閱文獻發現,當時已經通過離子鍵構筑的框架材料都不穩定,在移除客體分子之后,都會導致骨架結構的坍塌,并不具備永久多孔性。因此,如何設計構筑基元,增強離子間相互作用,實現材料的永久多孔性,是當時他們面臨的一個巨大挑戰。
面對這一挑戰,賁騰教授與學生們日復一日地深入研究,他們共同設計并合成了多種酸堿構筑基元,制備了大量有機鹽材料。盡管實驗過程充滿艱辛,而且長期未能獲得具有永久多孔性的有機鹽材料,賁騰教授仍不斷激勵學生們勇敢面對困難、迎難而上。經過不懈的努力和不斷的實驗方法改進,他們最終實現了具有永久多孔性的有機鹽材料的可控制備,開辟了一個全新的多孔有機材料體系。
后來,在對CPOS-5材料的二氧化碳吸附性能進行研究時,賁騰教授又憑借其豐富的研究經驗,敏銳地觀察到材料孔道內獨特的雙螺旋電荷分布能夠引起較低壓力下二氧化碳分子的快速吸附。為了深入探究這一現象背后的機制,揭示材料結構與二氧化碳分子動力學行為之間的構效關系,賁騰安排學生前往米蘭比克卡大學Angiolina教授課題組進行合作研究。通過固體核磁共振表征技術,他們發現二氧化碳分子能夠在孔道中以螺旋方式快速傳輸,傳輸速率達到了驚人的每秒鐘一百萬步,且活化能僅為2.1 千卡每摩爾。
對此,賁騰教授表示,“通過這些科學研究,不僅培養了學生樂觀向上、勇于擔當、積極進取的精神,還提升了學生的國際視野和交流溝通能力,同時也鍛煉了他們的綜合能力和創新思維。”
在教學過程中,賁騰教授總能獨辟蹊徑、出奇制勝,他將傳統教育者的角色轉變成了與學生平等交流者,讓學生把他當做共同學習的伙伴,與學生分享經驗、交流知識。學生在學習過程中,不僅掌握了先進的科學理論知識,更提高了學習能力,開發了創新思維方式。就這樣,賁騰教授在傳授知識交流經驗的同時,更使學生最大限度發揮了主觀能動性。這種教學方式,對于賁騰教授而言,使得教學任務事半功倍;對于學生而言,有助于讓他們快速理解理論知識,并在進一步的實驗中不斷踐行。
“百尺竿頭須進步,十方世界是全身”,在科研上,賁騰教授潛心研究、創新務實;在教育上,他立德樹人、培養人才。未來,他將繼續堅守自己的科研陣地,不忘初心、砥礪前行,立志取得更多科研和教育成果,在新時代新征程中,走出屬于中國人自主創新的、領先世界的步伐。(文/王超)
矢志創新,至誠報國
——記浙江師范大學含氟新材料研究所教授賁騰
2024-08-08
從“有機化學”到“高分子物理與化學”研究,從“超分子組裝”再到“有機多孔材料”研究,來自浙江師范大學含氟新材料研究所的教授賁騰,從1994年至今用30年時間練就了化學學科多領域創新融合的能力。
▲賁騰
進入有機多孔材料研究領域十余年,賁騰懷揣著至誠報國的理想,辛勤耕耘、矢志創新,圍繞多孔有機鹽材料的定向組裝及性能研究中的基礎科學問題,發展了多孔有機鹽材料的合成方法學,闡明了CO2捕獲與快速傳輸、質子傳導、負線性壓縮、大氣水收集等性質與微觀構筑基元及組裝集成方式之間的構效關系,揭示了相關機理,有力地推動晶態多孔有機鹽領域向前發展。
2021年,賁騰獲得“浙江省高校領軍人才培養計劃”創新領軍人才稱號;2022年,他當選英國皇家化學會會士;2022年和2023年,他連續兩年入選全球前2%科學家。科研沒有坦途,對賁騰來說,每一份貢獻、每一次突破,都將激勵著他繼續頂天立地做科研。
交叉科研,見賢思齊
吉林大學化學學院的前身是東北人民大學化學系,始建于1952年,由老一輩化學家蔡鎦生院士、唐敖慶院士、關實之教授、陶慰孫教授等人親手創建,底蘊深厚、作風求實。1993年,賁騰考入吉林大學有機化學專業,4年后又跨專業考入高分子化學與物理專業,師從我國特種工程塑料領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用研究。
回首求學時光,賁騰十分感激導師吳忠文。“吳老師對我教誨良多,我印象最深的是他說做科研一定要學會坐冷板凳,在實驗室長時間地耐心工作,如實記錄各種反應數據,用大量數據來反復證明自己的科研結論。吳老師最忌諱的就是學生得到一兩個數據就馬上‘放衛星’。他始終嚴格要求我們腳踏實地開展研究,因為科研就是無限逼近真相的過程。”在吳忠文的悉心教導下,賁騰刻苦學習,在高分子化學與物理領域進行了深入研究,取得優異成績,2002年博士畢業后,正式留校擔任講師。
2005年,為繼續精進學術,賁騰前往日本名古屋大學開展為期3年的博士后研究,合作導師是日本超分子化學家八島榮次(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/構筑/調控螺旋結構及開發此類螺旋聚合物,造詣頗深。賁騰在八島榮次的分子設計與工程實驗室期間,不懈鉆研,在有機合成、超分子組裝和物理化學等方面打下了扎實基礎。在最后一年,他還以研究員身份,參與到日本高等級的基礎科研項目戰略新材料研究計劃中。包干制、不限預算的管理模式,以及八島榮次對科研的專注狂熱、每天長達十幾個小時的工作時長,都令他印象深刻,并對他后續的科研方向產生了深遠影響。
2008年,帶著滿滿的收獲回國后,賁騰做了一個重要的抉擇,從出國前的應用研究正式轉向基礎研究。他加入吉林大學裘式綸教授課題組,以十余年的多學科、跨專業背景,投入當時課題組的前沿方向——有機剛性骨架孔道(類分子篩)的設計、定向合成與性質研究。“裘教授主要研究無機孔材料,但是他當時想要將無機的孔變成純有機構筑的,將之變成純有機的化合物,也就是有機多孔材料。”由此,賁騰走上了有機多孔材料研究之路。
裘式綸不僅將賁騰引到了一個前沿領域里,還陶染了他的工作態度。“裘教授不止一次地說,國家給了我們這么好的實驗條件,我們一定要心懷感恩、擔當責任,為國家做實事作貢獻。”2017年,著名地球物理學家、吉林大學教授黃大年病逝于長春,被中宣部追授為“時代楷模”。黃大年心有大我、至誠報國的愛國情懷,在吉林大學產生了廣泛影響,賁騰也深受觸動。處在這樣的氛圍中,勤奮科研,至誠報國,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。以他們為坐標,他不斷前行,奮力攻堅,作為項目負責人先后承擔了國家“973計劃”課題項目、國家重點研發計劃子課題、國家自然科學基金重大研究計劃培育項目、國家自然科學基金面上項目、吉林省重大研究計劃等項目,在多孔有機材料的設計、合成與功能研究領域取得了一系列成果。
朝乾夕惕,創新不止
懷揣科研報國之志,迄今為止,賁騰已在《化學評論》(Chem. Rev.)、《化學學會評論》(Chem. Soc. Rev.)、《美國化學會志》(J. Am. Chem. Soc.)、《德國應用化學》(Angew. Chem. Int. Ed.)等國際期刊發表論文80余篇,論文引用6000余次,H指數為32。多項研究工作被《自然·納米技術》(Nature Nanotechnology)、《德國應用化學》(Angew. Chem. Int. Ed.)、《化學世界》(Chemistry World)、《化學觀點》(Chemistry Views)等期刊及國內外主流媒體專門報道或亮點評述,引起了國內外同行的廣泛關注。
2018年,賁騰在《德國應用化學》上發表論文,提出了利用強酸和強堿構建穩定晶態多孔有機鹽的組裝策略,通過調節有機酸和有機堿的酸度系數,利用不同酸性的有機酸和不同堿性的有機堿制備出了一系列晶態多孔有機鹽。這一研究成果不僅構建了一個全新的多孔材料體系,且為后續新型多孔有機鹽的制備提供了新思路。《德國應用化學》以專題新聞形式報道了這項工作并指出“由離子鍵構成的多孔有機鹽材料是一類新的多孔材料,合成極具挑戰。賁騰等人成功制備的多孔鹽材料在高溫、高濕度下展現出優異的質子傳導能力,有望用于燃料電池膜”。
2019年,賁騰在《化學科學》(Chem. Sci.)發表論文,介紹了團隊制備具有亞納米雙螺旋靜電荷孔道的晶態多孔有機鹽的成果。這一材料具有優異的CO2選擇性,并通過核磁共振技術揭示了CO2分子在孔道中以螺旋的方式快速傳輸,傳輸速率可達1 000 000步/秒。《自然·納米技術》在研究亮點(Research Highlight)中報道了這項工作,認為賁騰與合作者“發現了一種對CO2具有高選擇吸附和傳輸的材料,并利用固體核磁闡明了CO2在螺旋孔道中的傳輸機理”。同時,英國皇家化學會在《化學世界》的新聞專欄對這一成果進行了解讀和報道,認為:“一般來說,分子在小孔道里傳輸動力會受限,而本工作證實了小孔道對CO2分子具有極高的選擇性吸附及快速傳輸動力”。
2020年,賁騰在《美國化學會志》發表論文,闡述了利用穩定且靈活的鹽鍵相互作用來構筑極具壓縮性的金剛石拓撲結構,將巨大的壓縮性轉換成極端的負線性壓縮(NLC)行為的成果。因成果頗具創新性,被雜志選為封面論文。最近,他又在《化學學會評論》發表研究,針對當時已發表的晶態多孔有機鹽,詳細地綜述了結晶有機多孔鹽的定義、分類、合成方法、孔道結構和應用領域,并討論了目前結晶有機多孔鹽在合成、結構調控和應用方面所面臨的挑戰及其發展前景。這項成果對于新型結晶有機多孔鹽材料的合成、結構、應用和發展有著重要的指導和促進作用。
心懷感恩,至誠報國
從白山黑水到絲茶之府,賁騰帶著豐碩的科研經驗和優良的學術傳統任教浙江師范大學含氟新材料研究所。在這片高度重視人才工作的熱土上,在各級領導的大力支持下,他迅速組建起一支朝氣蓬勃、擁有20余名成員的科研團隊。他說:“以前的成績再好也是過去式,當下的任務仍然是踏踏實實、勤勤懇懇地創造新成果。”經過兩年的不懈努力,賁騰團隊接連提出了新穎的想法,做出了漂亮的成績。
▲賁騰團隊合影
例如,2022年賁騰團隊和聞利平團隊合作在《自然·通訊》(Nat. Commun.)發表論文,介紹了在軌跡蝕刻后的聚酰亞胺(PI)膜上創建了一個錐形的跨膜納米通道,利用原位合成策略,將晶態多孔有機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的速度快速運輸K+,同時K+/Li+和K+/Na+的選擇性比分別為363和31。這項發現為創造具有高性能K+離子篩分的體外仿生裝置提供了一種有效的方法。相關工作被中國膜工業協會等機構正面評價和報道。
此外,賁騰團隊通過對構筑基元進行設計,成功合成了一種新型晶態多孔有機鹽,這一材料具有獨特的雙氫鍵系統,能夠實現水分子的雙層吸附,即第一層吸附的水分子與骨架之間有著較強的氫鍵相互作用,屬于強吸附,有利于形成穩定的納米限域孔道;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,進而展現出了優異的大氣水收集行為。日產水量可達2.16.gg-1.day-1,且在大氣水收集過程中的工作區間并未涉及相變,整個水吸附/脫附過程是一個快速的低能耗過程。相關成果相繼于2022年和2023年發表于《德國應用化學》。
利用科技成果為百姓做實事,一直是賁騰的內心追求之一。上述淡水收集技術,針對的就是新疆沙漠地區人均可用淡水缺乏,同時空氣濕度相對較大的情況。據賁騰介紹:“一噸新型晶態多孔有機鹽材料每天就可以收集兩噸水,進而滿足當地經濟作物兩三畝地的每日淡水灌溉量。不僅如此,一些地區原本只能使用從地下抽取的苦咸水澆灌作物,導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,那當地的作物種植種類將大大提高,促進新疆的菜籃子工程建設。”賁騰十分希望相關技術能夠早日落地推廣,造福當地百姓。
賁騰團隊目前承擔的國家重點研發計劃“納米前沿”重點專項子課題項目“納米限域超流的化學反應和信息傳輸”,旨在研究新型納米限域孔道隔膜體系的設計合成,揭示納米限域超流體的有序組裝反應機理和初步理解生物信息傳輸的原理。在此基礎上,構建接近100%反應產率、100%選擇性和低能耗(40℃以下)的反應體系,實現納米限域空間中分子和離子的高速運輸,構建仿生信息傳輸系統。浙江省自然科學基金重點項目“新型金屬-共價有機框架的構筑及其在CO2電還原領域的應用”,旨在通過設計新型的金屬有機構筑基元進而制備新型的金屬-共價有機框架材料,并將之用于CO2的電還原,將CO2轉變為不同的有附加值的碳基化合物,不僅可以減少CO2排放,還可以產生有用的化學品,對實現碳循環和節能具有重要意義,同時也對我國實現“雙碳”目標有著積極的促進作用。
嚴肅活潑、開放交流,是賁騰對團隊氛圍的定位。目前,在賁騰的帶領下,團隊已經和美國、法國、英國等科研機構展開了多次合作交流,并形成改善民生、節能減排、攻關“卡脖子”技術的三大研究目標。未來,他希望能夠領導團隊開展更多從“0”到“1”的原始創新工作,立足于國家所需,緊跟前沿發展,心懷感恩,至誠報國。
來源:科學中國人 2024年第7期 創新之路
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