——记浙江师范大学含氟新材料研究所教授贲腾

　　　杨 洁

　　从“有机化学”到“高分子物理与化学”研究，从“超分子组装”再到“有机多孔材料”研究，来自浙江师范大学含氟新材料研究所的教授贲腾，从1994年至今用30年时间练就了化学学科多领域创新融合的能力。

　　进入有机多孔材料研究领域十余年，贲腾怀揣着至诚报国的理想，辛勤耕耘、矢志创新，围绕多孔有机盐材料的定向组装及性能研究中的基础科学问题，发展了多孔有机盐材料的合成方法学，阐明了CO2捕获与快速传输、质子传导、负线性压缩、大气水收集等性质与微观构筑基元及组装集成方式之间的构效关系，揭示了相关机理，有力地推动晶态多孔有机盐领域向前发展。

　　2021年，贲腾获得“浙江省高校领军人才培养计划”创新领军人才称号；2022年，他当选英国皇家化学会会士；2022年和2023年，他连续两年入选全球前2%科学家。科研没有坦途，对贲腾来说，每一份贡献、每一次突破，都将激励着他继续顶天立地做科研。

交叉科研，见贤思齐

　　吉林大学化学学院的前身是东北人民大学化学系，始建于1952年，由老一辈化学家蔡镏生院士、唐敖庆院士、关实之教授、陶慰孙教授等人亲手创建，底蕴深厚、作风求实。1993年，贲腾考入吉林大学有机化学专业，4年后又跨专业考入高分子化学与物理专业，师从我国特种工程塑料领域的名家吴忠文教授，在特种工程塑料教育部工程研究中心硕博连读5年，从事耐腐蚀耐高温塑料的应用研究。

　　回首求学时光，贲腾十分感激导师吴忠文。“吴老师对我教诲良多，我印象最深的是他说做科研一定要学会坐冷板凳，在实验室长时间地耐心工作，如实记录各种反应数据，用大量数据来反复证明自己的科研结论。吴老师最忌讳的就是学生得到一两个数据就马上‘放卫星’。他始终严格要求我们脚踏实地开展研究，因为科研就是无限逼近真相的过程。”在吴忠文的悉心教导下，贲腾刻苦学习，在高分子化学与物理领域进行了深入研究，取得优异成绩，2002年博士毕业后，正式留校担任讲师。

　　2005年，为继续精进学术，贲腾前往日本名古屋大学开展为期3年的博士后研究，合作导师是日本超分子化学家八岛荣次（Eiji Yashima）。八岛荣次主要致力于螺旋聚合物的研究，利用超分子组装，合成/构筑/调控螺旋结构及开发此类螺旋聚合物，造诣颇深。贲腾在八岛荣次的分子设计与工程实验室期间，不懈钻研，在有机合成、超分子组装和物理化学等方面打下了扎实基础。在最后一年，他还以研究员身份，参与到日本高等级的基础科研项目战略新材料研究计划中。包干制、不限预算的管理模式，以及八岛荣次对科研的专注狂热、每天长达十几个小时的工作时长，都令他印象深刻，并对他后续的科研方向产生了深远影响。

　　2008年，带着满满的收获回国后，贲腾做了一个重要的抉择，从出国前的应用研究正式转向基础研究。他加入吉林大学裘式纶教授课题组，以十余年的多学科、跨专业背景，投入当时课题组的前沿方向——有机刚性骨架孔道（类分子筛）的设计、定向合成与性质研究。“裘教授主要研究无机孔材料，但是他当时想要将无机的孔变成纯有机构筑的，将之变成纯有机的化合物，也就是有机多孔材料。”由此，贲腾走上了有机多孔材料研究之路。

　　裘式纶不仅将贲腾引到了一个前沿领域里，还陶染了他的工作态度。“裘教授不止一次地说，国家给了我们这么好的实验条件，我们一定要心怀感恩、担当责任，为国家做实事作贡献。”2017年，著名地球物理学家、吉林大学教授黄大年病逝于长春，被中宣部追授为“时代楷模”。黄大年心有大我、至诚报国的爱国情怀，在吉林大学产生了广泛影响，贲腾也深受触动。处在这样的氛围中，勤奋科研，至诚报国，早已成为贲腾的使命所在。

　　在早期的科研旅途中，能与这些杰出的前辈为伍，贲腾深感幸运。以他们为坐标，他不断前行，奋力攻坚，作为项目负责人先后承担了国家“973计划”课题项目、国家重点研发计划子课题、国家自然科学基金重大研究计划培育项目、国家自然科学基金面上项目、吉林省重大研究计划等项目，在多孔有机材料的设计、合成与功能研究领域取得了一系列成果。

朝乾夕惕，创新不止

　　怀揣科研报国之志，迄今为止，贲腾已在《化学评论》（Chem. Rev.）、《化学学会评论》（Chem. Soc. Rev.）、《美国化学会志》（J. Am. Chem. Soc.）、《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed.）等国际期刊发表论文80余篇，论文引用6000余次，H指数为32。多项研究工作被《自然·纳米技术》（Nature Nanotechnology）、《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed.）、《化学世界》（Chemistry World）、《化学观点》（Chemistry Views）等期刊及国内外主流媒体专门报道或亮点评述，引起了国内外同行的广泛关注。

　　2018年，贲腾在《德国应用化学》上发表论文，提出了利用强酸和强碱构建稳定晶态多孔有机盐的组装策略，通过调节有机酸和有机碱的酸度系数，利用不同酸性的有机酸和不同碱性的有机碱制备出了一系列晶态多孔有机盐。这一研究成果不仅构建了一个全新的多孔材料体系，且为后续新型多孔有机盐的制备提供了新思路。《德国应用化学》以专题新闻形式报道了这项工作并指出“由离子键构成的多孔有机盐材料是一类新的多孔材料，合成极具挑战。贲腾等人成功制备的多孔盐材料在高温、高湿度下展现出优异的质子传导能力，有望用于燃料电池膜”。

　　2019年，贲腾在《化学科学》（Chem. Sci.）发表论文，介绍了团队制备具有亚纳米双螺旋静电荷孔道的晶态多孔有机盐的成果。这一材料具有优异的CO2选择性，并通过核磁共振技术揭示了CO2分子在孔道中以螺旋的方式快速传输，传输速率可达1 000 000步/秒。《自然·纳米技术》在研究亮点（Research Highlight）中报道了这项工作，认为贲腾与合作者“发现了一种对CO2具有高选择吸附和传输的材料，并利用固体核磁阐明了CO2在螺旋孔道中的传输机理”。同时，英国皇家化学会在《化学世界》的新闻专栏对这一成果进行了解读和报道，认为：“一般来说，分子在小孔道里传输动力会受限，而本工作证实了小孔道对CO2分子具有极高的选择性吸附及快速传输动力”。

　　2020年，贲腾在《美国化学会志》发表论文，阐述了利用稳定且灵活的盐键相互作用来构筑极具压缩性的金刚石拓扑结构，将巨大的压缩性转换成极端的负线性压缩（NLC）行为的成果。因成果颇具创新性，被杂志选为封面论文。最近，他又在《化学学会评论》发表研究，针对当时已发表的晶态多孔有机盐，详细地综述了结晶有机多孔盐的定义、分类、合成方法、孔道结构和应用领域，并讨论了目前结晶有机多孔盐在合成、结构调控和应用方面所面临的挑战及其发展前景。这项成果对于新型结晶有机多孔盐材料的合成、结构、应用和发展有着重要的指导和促进作用。

心怀感恩，至诚报国

　　从白山黑水到丝茶之府，贲腾带着丰硕的科研经验和优良的学术传统任教浙江师范大学含氟新材料研究所。在这片高度重视人才工作的热土上，在各级领导的大力支持下，他迅速组建起一支朝气蓬勃、拥有20余名成员的科研团队。他说：“以前的成绩再好也是过去式，当下的任务仍然是踏踏实实、勤勤恳恳地创造新成果。”经过两年的不懈努力，贲腾团队接连提出了新颖的想法，做出了漂亮的成绩。

　　例如，2022年贲腾团队和闻利平团队合作在《自然·通讯》（Nat. Commun.）发表论文，介绍了在轨迹蚀刻后的聚酰亚胺（PI）膜上创建了一个锥形的跨膜纳米通道，利用原位合成策略，将晶态多孔有机盐材料组装到上述单一的锥形纳米通道中制备出一种具有功能化纳米通道的膜材料，而此材料能以94.4 mmol.m-2.h-1的速度快速运输K+，同时K+/Li+和K+/Na+的选择性比分别为363和31。这项发现为创造具有高性能K+离子筛分的体外仿生装置提供了一种有效的方法。相关工作被中国膜工业协会等机构正面评价和报道。

　　此外，贲腾团队通过对构筑基元进行设计，成功合成了一种新型晶态多孔有机盐，这一材料具有独特的双氢键系统，能够实现水分子的双层吸附，即第一层吸附的水分子与骨架之间有着较强的氢键相互作用，属于强吸附，有利于形成稳定的纳米限域孔道；第二层吸附的水分子只与第一层吸附的水分子有着弱的氢键相互作用，属于弱吸附，有利于水分子在纳米限域孔道中快速地吸脱附与传输，进而展现出了优异的大气水收集行为。日产水量可达2.16.gg-1.day-1，且在大气水收集过程中的工作区间并未涉及相变，整个水吸附/脱附过程是一个快速的低能耗过程。相关成果相继于2022年和2023年发表于《德国应用化学》。

　　利用科技成果为百姓做实事，一直是贲腾的内心追求之一。上述淡水收集技术，针对的就是新疆沙漠地区人均可用淡水缺乏，同时空气湿度相对较大的情况。据贲腾介绍：“一吨新型晶态多孔有机盐材料每天就可以收集两吨水，进而满足当地经济作物两三亩地的每日淡水灌溉量。不仅如此，一些地区原本只能使用从地下抽取的苦咸水浇灌作物，导致可种植的作物种类非常少。如果能满足大面积的淡水灌溉需求，那当地的作物种植种类将大大提高，促进新疆的菜篮子工程建设。”贲腾十分希望相关技术能够早日落地推广，造福当地百姓。

　　贲腾团队目前承担的国家重点研发计划“纳米前沿”重点专项子课题项目“纳米限域超流的化学反应和信息传输”，旨在研究新型纳米限域孔道隔膜体系的设计合成，揭示纳米限域超流体的有序组装反应机理和初步理解生物信息传输的原理。在此基础上，构建接近100%反应产率、100%选择性和低能耗（40℃以下）的反应体系，实现纳米限域空间中分子和离子的高速运输，构建仿生信息传输系统。浙江省自然科学基金重点项目“新型金属-共价有机框架的构筑及其在CO2电还原领域的应用”，旨在通过设计新型的金属有机构筑基元进而制备新型的金属-共价有机框架材料，并将之用于CO2的电还原，将CO2转变为不同的有附加值的碳基化合物，不仅可以减少CO2排放，还可以产生有用的化学品，对实现碳循环和节能具有重要意义，同时也对我国实现“双碳”目标有着积极的促进作用。

　　严肃活泼、开放交流，是贲腾对团队氛围的定位。目前，在贲腾的带领下，团队已经和美国、法国、英国等科研机构展开了多次合作交流，并形成改善民生、节能减排、攻关“卡脖子”技术的三大研究目标。未来，他希望能够领导团队开展更多从“0”到“1”的原始创新工作，立足于国家所需，紧跟前沿发展，心怀感恩，至诚报国。