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他在元素周期表上为硫代言
发布:kittyll   时间:2018/8/20 11:58:20   阅读:1098 
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近日,IUPAC (国际纯粹与应用化学联合会) 在澳大利亚悉尼举行的第25届国际化学教育会议上宣布中国化学家、华东师范大学姜雪峰教授被遴选为“全球青年化学家元素周期表硫元素代表”。这是目前为止第一位入选的中国学者。

2019年是IUPAC成立一百周年,同时也是由联合国确立的“国际化学元素周期表年”(International Year of the Periodic Table of Chemical Elements,简称IYPT)。为了庆祝这场化学盛事,IUPAC与International Younger Chemists Network (IYCN) 将以“青年化学家元素周期表”的形式,自2018年7月开始到2019年7月从世界范围征集提名,通过每月评选,向世界介绍118位优秀青年化学家,并形成一张“青年化学家元素周期表”。

入选者将覆盖与化学相关的多种工作岗位(科研、教育、科普等)和创新领域,代表化学学科在下一个百年的发展方向,体现IUPAC的使命与核心价值观。

入选的青年化学家将在IUPAC100官网上进行介绍,并获得IUPAC颁发的证书。4个新元素(113号、115号、117号、118号)的青年化学家将于2019年7月在法国巴黎召开的世界化学大会期间发布。

7月12日,IUPAC在澳大利亚悉尼举行的第25届国际化学教育会议上宣布:中国学者、华东师范大学姜雪峰教授被遴选为“全球青年化学家元素周期表硫元素代表”。

硫是一种化学元素,在元素周期表中它的化学符号是S,排在第三周期,原子序数16,分子量32.06,硫是一种非常常见的无味无臭的非金属,纯的硫是黄色晶体。

古代人类就已经认识硫了,中国人发明的火药是硝酸钾、碳和硫的混合物,1770年,安托万·拉瓦锡证明硫是一种元素。
 

热烈祝贺中国学者姜雪峰教授被IUPAC遴选为硫元素“代言人”!为什么姜雪峰能为“硫”代言呢?没错,他的研究和有机硫有关!

原来,姜雪峰课题组运用“从无机硫向有机硫”转化的理念,构建起了“3S绿色硫化学”(Smelless / Stable / Sustainable)。

姜雪峰共发表独立通讯论文60多篇(影响因子大于10的10篇),外文邀请专著6章,申请发明专利43项(2项国际专利),已授权21项。

2014年,姜雪峰作为亚洲五名代表之一(中国唯一代表)应邀参加在塞浦路斯举行的欧洲化学会第六届青年有机化学家论坛(6th YIW of EuCheMs-Organic Division)并作邀请报告。

2015年,受美国有机化学家Eric Block教授邀请,姜雪峰作为大会主席之一共同组织了美国化学会泛太平洋有机硫化学会议(2015-Pacific Chem-New Organosulfur Chemistry)并作会议邀请报告。

2016年,姜雪峰受德国有机化学家Wolfgang Weigand教授邀请参加了在德国举行的第27届国际有机硫化学会议(27th International Symposium on Organic Chemistry of Sulfur)并作大会邀请报告(中国唯一代表)。

2017年,受Springer邀请作为主编组织撰写《Sulfur Chemistry》工具书。2018年,姜雪峰受邀担任《亚洲化学》Guest Editor of Homogeneous Catalysis from Young Investigators in Asia 。

2018年,姜雪峰担任International Symposium on Main Group Chemistry Directed towards Organic Synthesis (MACOS)国际顾问和并作邀请报告。

这位“80后”教授,先后荣获中组部“万人计划”青年拔尖人才,基金委优秀青年科学基金,教育部“长江学者奖励计划”青年项目、“新世纪”优秀人才和“霍英东”基金,上海市“东方学者”和“科技启明星”各类称号;获得德国Thieme Chemistry Journal Award,日本ACP Lectureship Award,药明康德生命化学研究奖。

姜雪峰荣获上海市“五四青年奖章”、上海市青年“岗位能手”称号;并担任上海市第十三届政协委员、中国青年科技工作者协会委员,中国化学会青委会委员,中国化学会化学教育委员会委员,中国化学会催化委员会均相催化专业委员会委员;任《化学教育》编委,Wiley旗下《Heteroatom Chemistry》编委,Taylor旗下《Phosphorus Sulfur Silicon and the Related Elements》编委。
 

下面是《广州日报》对这位誓要通过自己的研究为“硫”除臭,让它从“灰姑娘”变成“白雪公主”,在高考志愿表上霸气注明“学校可以服从调剂而专业不服从调剂”的化学痴男的采访报道。

广州日报全媒体记者  周裕妩  实习生 邵文清

姜雪峰1980年出生于兰州,家里两代人都从事与化工相关的工作,这样的家庭环境让他从小对化学有一种特殊的感情。“化学反应会发生颜色和形态变化,这让我觉得很神奇,也很喜欢”,这大概就是姜雪峰对于化学的“初体验”。

“专业不服从调剂”

在初中阶段开始学习化学后,姜雪峰对化学的喜爱便一发不可收拾,虽然数理化都经常拿满分,不过在填报高考志愿时,姜雪峰毫不犹豫地选择了化学专业,并且注明“学校可以服从调剂而专业不服从调剂”。“我就是想学化学,我的第一志愿就是化学。”姜雪峰说,家人对于他的选择非常支持。

就这样,姜雪峰进入西北大学化学系,正式开启了对化学的“科研之路”。在本科4年学习中,姜雪峰对有机化学产生了浓厚的兴趣,“有机物就是和生命体有关系的,我很想知道为什么有生命现象,为什么会有病痛,我想了解它的规律,这样才不会惧怕未知,这也培养了我分析化学反应过程背后机理的习惯。”姜雪峰如是说。

本科毕业后,他以全年级第一的总成绩保送进入中科院上海有机化学研究所,开始了为期5年的硕博连读。在上海有机所,他对化学的认识也更加深入,“我选择了麻生明老师课题组的金属有机方向。”

对化学的新理解

2008年博士毕业后,姜雪峰选择到美国圣地亚哥的斯克利普斯(Scripps)研究所做博士后研究,作为美国顶尖的生命科学研究机构,斯克利普斯研究所里有多位诺贝尔奖得主。姜雪峰可以与世界顶级学者经常见面,当面探讨问题。姜雪峰选择了天然产物全合成领域,“我在上海有机所学到的各种知识在这里都得到了充分的运用,就像原来是一个一个孤立的零件,在这里需要学习整合组装成一个机器人。”

在“十九元环内酯天然产物合成”研究项目中,他的导师、被称为“天然产物合成之王”的尼科拉乌教授(K. C. Nicolaou)将研究任务分成了4份,由来自英国剑桥大学、法国巴黎大学、美国佛罗里达大学的学者和姜雪峰4人分头进行,姜雪峰通过自己的努力逐渐成为整个研究的带头人,并最终攻下了全部的关键实验。2011年,研究成果发表在了《德国应用化学》(ANGEW)上,姜雪峰是该文的第一作者,《自然化学生物》杂志高度评价了项目的意义。

美国的求学经历让姜雪峰对化学产生了新的理解,“在美国,学者会强调化学和生物学打通,和材料学打通,和物理学也要打通。随着人类需求的丰富,学科的界限应该越来越模糊,前沿科学家应该有广博的知识。即使我做硫化学,也要熟知其他学科的需求,从而带来新的解决思路。”

为“硫”除臭

在美国的博士后研究工作结束后,姜雪峰毫不犹豫地选择了回国工作,“我在出国之前就想得很明白,我是一定要回来的,民族和亲情都让我无法割舍的。”

姜雪峰说:“刚从美国回来时,确实有点眼花缭乱,有的领域很好发文章,但我还是想选择一个可以研究20年、30年,甚至一辈子的领域,刚开始我也尝试过其他的研究方向,后来才逐渐地明晰了硫这个研究方向,是因为我觉得它的研究迫切性更强烈。”

已经被学界深入研究的“硫”还有需要迫切解决的研究需要?姜雪峰说:“是的!”在他心里,对硫进行深入研究的种子早在硕博期间就已经埋下了。他回忆说,那是因为“硫”的气味实在太难忘,如果做了硫的实验,硫的气味甚至会在衣物上存留一两周之久,导致同学们都躲着他走,所以印象极为深刻。

此外,在化学研究领域,硫也是非常棘手的东西,“它会毒化金属,影响金属催化的效率,甚至导致不反应、不发生转化,这些原因导致在学界,硫化学一直处在比较尴尬的境地,属于缓慢发展的小众研究领域,”姜雪峰认为,这种尴尬只是表面上的,实际上硫是一种非常有用的元素,它不仅是人体中不可缺少的常量化学元素之一,也是构成氨基酸的重要组成部分;同时,它广泛存在于有机光电材料中,比如现在比较常见的LED灯;而在药品中,比如青霉素、头孢等消炎药中都含有硫;含硫的食物也非常多,比如气味不好闻的大蒜和洋葱,大蒜素的活性成分就是硫,也正是因为硫,大蒜素的抗氧化能力特别强。

“很反感但又绕不开,这不就是我们应该做的事情吗?做科学本身就应该迎难而上,我们的研究就是希望建立方法来为‘硫’除臭,让它从灰姑娘变为白雪公主。”姜雪峰说,这是将‘硫’确立为自己科研方向的最初的想法。

“3S绿色硫科学”

2015年前后,对“硫”的研究开展了三年多,姜雪峰发现,自己的研究豁然开朗起来,“就像在一座废气的老矿里发现了新的洞天,突破最初的障碍之后,硫化学的多元性在不断的被挖掘。”

目前,姜雪峰课题组运用“从无机硫向有机硫”转化的理念,构建起了“3S绿色硫化学”的全新硫化学体系,在他看来,取得硫化学研究的突破是一种幸运,也是姜雪峰的勤奋所至,在面对挫折、面对看起来没有太大希望的未来时,他还能坚守下来,而这确实是值得他花一辈子去研究的领域。

近年,姜雪峰发表独立通讯论文60多篇(影响因子大于10 的有10 篇),外文邀请专著6章,申请发明专利43项(其中国际专利有2项),已授权21项,并数次受邀出席各种国际会议。正是这些年在硫化学上的坚持和突破,让国际化学界注意到了姜雪峰,从而让他来代言硫元素。回首往事,姜雪峰感慨道:“每一次人生面对选择是我都会有不一样的感受,但心里种下的对化学的好奇和热爱却从来没有改变过。”
 
未来化学体系,将更为精细和绿色


广州日报:可否简单讲讲,什么是“3S绿色硫化学”?现在的研究进展如何?

姜雪峰:3S绿色硫化学是对传统硫化学的一种反转,是全新建立的硫化学,是从源头开始提出一个全新标准的硫化学,3S指无臭(smellless)、稳定(stable)和可持续发展(sustainable),它代表着硫化学未来的方向。一个传统的观念要扭转还需要时间,传统的观念对这一块还是有误解和不认知,从实验室到工厂也还有过程,科研不是一蹴而就的,认知是螺旋式的,每一次感觉像是倒回到了原点,实际都是在不同的研究高度上重新优化、改造建立的模型。“3S绿色硫化学”要真正获得国家和世界更广泛的关注,就要解决未来在工业和产业上运用的问题,目前我们有不同的研究小组在跟进医药产业、农药产业、有机材料和香精香料产业等,我也有一半的时间都花在和产业的沟通上,但产业的改进是有周期的,有的还需要等待,还需要进一步挖掘硫化学的本质。


广州日报:大众其实有点谈化学色变,很多时候化学和污染相伴相生,在你眼中,未来的化学是怎样的?

姜雪峰:谈化学色变,其中有大众对化学的误解,其实现代生活的衣食住行有很多都建立在化学的基础上,比如住的房子的涂层、各种各样的药品等等都离不开化学,在人类的发展中,化学也是一直扮演着非常重要的作用,为什么大众会对化学有误解?新一代的科学家也要反思,化学在带来科技进步、给大众的生活带来便利和美好的时候,确实存在废水、废气等污染的问题,一些化学反应确实是有污染的。原来建立的科学体系可能需要重新审视,需要重新建立一套新的标准体系,尤其是化学体系,新的体系将更为精细和绿色,新旧体系的转换是一个循序渐进的过程,也希望能有更多的人可以认识到这一点。


广州日报:关于硫,有什么可以让大众有直观感受的前沿的科学探究吗?

姜雪峰:比如说,空气的四大污染物之一就是二氧化硫,然而二氧化硫在有机功能分子里是非常重要的,比如药物中砜的结构,看起来好像是通过二氧化硫嵌入,如果我们能把空气中的二氧化硫转换成药物中的重要的功能分子,那就可以变废为宝了。


其他元素代言人后续会公布,每月大概发布约8个元素,感兴趣的小伙伴可以关注其官网:https://iupac.org/100/pt-of-chemist/

8月4日,在日本举行的第43届国际配位化学会议上,苏州大学刘庄教授被宣布为“Hg”元素代言人。
 

最后,让我们也来认识一下为其他元素代言的这些青年科学家吧。

Jose Miguel Gonzalez Dominguez,来自西班牙国家研究委员会碳化学研究所(ICB-CSIC),主要研究涉及碳纳米结构(如纳米管和石墨烯衍生物),纳米纤维素衍生物以及它们与碳纳米结构结合制造高性能材料用于医疗和能源等方面。

Elizabeth New,悉尼大学副教授,主要研究涉及开发荧光探针,氧化应激,铂类抗癌药物与细胞的相互作用等方面。

Kelly L. Summers,加拿大萨斯喀彻温大学化学系博士研究生,目前的研究使用同步辐射光谱成像方法来研究金属,特别是铜在阿尔茨海默氏症患者大脑中的作用。

Matthew G. Cowan,新西兰坎特伯雷大学研究员,主要研究化学创新技术来应对气候变化,开发吸附材料分离工业气体。

Emmanuel Chukwudalu Ohaekenyem,尼日利亚Nnamdi Azikiwe大学讲师,重点研究关于大环化合物的合成,着眼于新药开发和替代能源。

Julian G. West,美国加州理工学院博士后研究员,致力于提高制药,燃料和高性能材料的生产效率和可持续性,开发新的电催化方法,研究安全光驱动的氟化反应。

Torsten John,德国莱比锡大学博士研究生,感兴趣于在分子水平上研究生物分子和生物过程,研究重点是淀粉样蛋白肽和蛋白质的聚集机制,以及它与衰老相关疾病的相关性,如阿尔茨海默病或II型糖尿病。


来源:化学加、广州日报、华东师范大学、中国化学会、IUPAC
 
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