师徒同38岁当选院士,最年轻女院士的“平淡”之路!


院士是学术界授予科学家的最高职称,当选院士意味着成为某一领域的领军者。从近年当选情况来看,院士的平均年龄在50岁左右,但其中不乏青年才俊,学术女神颜宁、首位《科学》杂质中国评审编辑卢柯都曾在不惑之前当选为院士,成为学术界的神话。而今天的主人公——任咏华,也在仅仅38岁就当选院士,其导师支志明同样在38岁当选为院士,成为一段佳话。

支志明院士是香港首位当选中科院院士的科学家,现任香港大学合成化学国家重点实验室主任。研究方向涉及有机合成化学及方法学,金属有机化学,配位化学及材料学,药物化学,中药及天然产物化学,化学生物学,计算化学等。支志明院士在整个化学领域都做出了重要贡献。开创了关于d8 和d10金属复合物的化学,包括:激发态化学、d8 和d10金属离子的封闭壳体的金属-金属相互作用。也领先发展了具有反应活性的金属-配体多重键复合物,并应用于原子、基团的转移/插入反应,实现了选择性C-H键官能团化,在有机合成方面有着重要的应用价值。在JACS、Angew. Chem. Int. Ed.、 Chem. Commun.、Inorg. Chem.、Organometallics、Chem.-An Asian J.、Org.Lett.、 Chem. Sci.、Adv. Mater.等国际期刊上发表SCI论文960余篇,其中在JACS等领域内顶刊发表论文超300余篇,他引超过32000余次,H-index为94。

作为其最出色的学生之一,任咏华在港大毕业后选择在港大继续攻读博士学位,师从支志明教授。2001年38岁时增选为中国科学院院士,是当时最年轻的院士。2005年获得中国国家自然科学奖二等奖,2006年当选第三世界科学院院士,2011年获得世界杰出女科学家成就奖,2012年当选为美国国家科学院外籍院士,2015年当选为欧洲人文和自然科学院外籍院士,是该院化学界唯一一名外籍院士。

任咏华院士目前研究的方向主要涉及超分子自组装和有机凝胶,光致变色材料,金属有机、纳米簇和纳米材料,分子材料学,光电材料,发光材料和发光化学传感器和生物标签等方面的研究。

   

根据web of science数据库显示,任咏华院士已发表SCI论文460余篇,引用超23000余次,h因子79。引用频次也是逐年增加,尤其是近三年年平均引用量超2000次(图2)。从按年度发表论文来看,任咏华课题组每年的发文量在20—30篇左右(图3),且笔者发现课题组每年都会有Angew. Chem. Int. Ed.、JACS、Chem. Sci.这样的顶刊发表。

图1任咏华院士引文报告

图2 引用频次按年

图3 发表论文数按年

图4 论文来源出版物

任咏华院士及课题组成员系统地设计和合成了新的无机发光分子材料和化学传感器配合物。利用各种桥连配体,设计及合成了多种多核金属簇体系的发光材料。利用炔基在结构上呈刚性及线性排列的优点,设计了新型有机金属铼、铂、铜和银的发光刚性棒材料。尤其是团队对光敏材料的研究成果颇丰,研发的几种具有独特光吸收性能的物质可以极大的改善发光二极管的能耗。2011年由于其在发光材料以及捕捉太阳能的创新技术方面做出的重要贡献,每年全球仅五位的名额授予了任咏华院士“世界杰出女科学家奖”,这是对女性科研工作者最高的荣誉。任咏华院士在导师支志明的启蒙下,长期从事配位和有机金属化学、超分子化学和光化学的基础研究工作,开创性的把无机及有机金属化学的研究应用于功能分子材料研究中,开发出新型发光的分子设计和材料研究,并从发光性和机理方面做出了极为详尽的阐述,为此领域的研究奠定了坚实的理论基础。以下是任咏华院士获得的主要荣誉:

任咏华团队近期研究成果介绍:

1、光致发光

    

苯并[b]磷杂环炔基金(I)配合物在施加相应的光和机械力刺激时显示出光致变色和机械变色性质。任咏华团队通过分子设计可以成功地实现该系列金(I)配合物的多刺激响应特性,其涉及将含有光致变色二噻吩基乙烯的苯并[b]磷杂环戊烯配合到含有三苯胺的芳基乙炔基配体中。该系列金(I)配合物具有优异的热不可逆性和强抗疲劳性,实现了由光致变色和机械着色控制的多色状态。在环境条件下也观察到可重复的光致变色和机械变色循环而没有明显的反应性损失。

(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、有机发光器件

合理分子设计

成功地设计并合成了一类新的天蓝色芳基金(III)配合物,其含有衍生自2,6-二苯基吡啶(C ^ N ^ C)的三齿双环金属化配体。通过在三齿C ^ N ^ C配体的苯环上系统地改变从氰基,氟和三氟甲基到三氟甲氧基的吸电子基团。通过使用三氟甲基和三氟甲氧基,成功地减少了与三齿配体上的多个氟取代相关的基态的较高激发态畸变。利用其在固态MCP薄膜中高达43%的光致发光量子产率,高性能溶液可处理和真空沉积的有机发光器件外部量子效率分别高达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.“热刺激延迟磷光”机制

为了解决和克服蓝色发射体对由高位三重激发态引起的失活途径的反应性和易感性增加相关的困难,任咏华团队成功地证明了通过“热刺激延迟磷光”机制获得三重态发射的创新策略,其中观察到激子从较低能量三重态激发态(T1)向较高能量三重态激发态(T1')的热上转换产生蓝色发射。较低位置的T1激发态可以作为反向内部转换通过上转换来填充发光T1'状态的介体,这可以将光致发光量子产率提高20倍以上。实现了具有高达7.7%的外部量子效率和具有CIE坐标(0.17,0.37)的天蓝色发射的有机发光器件,并且发现该设备显示出相当可观的寿命。这项工作为蓝色磷光发光体的设计和合成开辟了一条新途径。

(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、超分子自组装

团队采用头对尾堆叠排列构建超分子支架,其中三联吡啶配体上的磺酸基团外围位置优先结合GNR的侧面。可以通过PtII复合物的浓度来调节金纳米棒(GNR)组装成阶梯状纳米结构的程度。这是世界上首次以通过Pt···Pt和π‐π相互作用合成了Pt基超分子脚手架,然后以其为模板,引导Au纳米棒自组装成有序阵列。

(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)

在获得世界杰出女科学家奖接受采访谈及工作与生活时,任咏华院士这样说道:“科学像是吃饭一样,你不可以不吃,它已经是你生活的一部分。似乎没有什么,显得特别平淡的,已经融在一起分不开了。我的家人经常和我开玩笑说,你需要回到实验室里去闻一闻化学药品的味道了。也许,我是个离不开化学品的人。我选择了热爱的化学,直到现在,我还能享受其中的乐趣。”是呀,一个人有所成就离不开一颗对自己事业炙热的心,任咏华院士对待科研的态度也正是现今稍显浮躁的我们所需要学习的。

愿我们做一个平淡的人,在平淡中寻找不平凡!

本文由Abida供稿。

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