访“分子聚集体的化学——有机功能微结构及其组装”项目组

　　记者：游雪晴

　　实习生：姜靖

　　首席：佟振合院士

　　时间：2006年5月25日

　　地点：中国科学院理化技术研究所

　　初夏的雨依然让人感到丝丝凉意。8点刚过，记者就到了中科院理化技术研究所。比约定的时间早了差不多1个小时。门口登记时，保安告诉记者，佟院士一大早就来所里了。

　　推开房门，只见一位红光满面，身着深灰色衬衣的研究员正伏案书写着什么，还时不时地翻阅手边的一摞打印文稿。“请问佟院士在吗？”这位研究员显然被记者的突然来访惊扰了，愣了一下才缓缓地站起身，微笑地跟记者握手。“真不好意思，下雨天还让你跑一趟。”虽然今年已68岁，但佟院士看起来很年轻。说话语速不紧不慢，脸上始终带着微笑，这让记者一下子放松了很多，先前的紧张情绪缓和了不少。我们的采访就在这样一种轻松愉快的氛围中开始了———

　　记者：佟院士，您好！我拿到咱们这个课题的采访任务时，有些茫然。“分子聚集体的化学———有机功能微结构及其组装”，相信很多读者朋友和我一样，对这个课题很陌生。您能简单跟我们介绍一下咱们这个课题吗？

　　佟振合：我们这个课题主要是研究分子聚集体的化学，研究的体系限定于具有明显结构特征和一定功能的分子聚集体，包括主-客体体系，有序分子膜体系，有序纳米结构体系，仿生膜体系等。我们主要是围绕分子间相互作用本质和规律，多组分和多层次分子聚集体的构筑及功能集成，基于生物分子的有序组装和生物体有序结构的模拟，分子聚集体中的电子转移，能量传递和化学转换等关键问题来进行研究。

　　记者：您的这个解释对于我们不是从事这个领域研究的人来说还是太专业，太生涩了，您能否用通俗一些的语言再给我们解释一下？

　　佟振合：以前我们的化学研究主要是在分子层面上的，被称之为“分子化学”。一百多年来，化学家们合成了上千万个化合物，大大丰富了人们的生活，产生了各种材料和药物。可后来人们发现自然界有很多有趣的现象无法用单个分子来解释，那是否还存在另外一种形态呢？于是，就有化学家开始研究分子与分子之间的关系，从研究分子个体转向研究分子群体，看分子聚集在一起以后会有什么新特性。这种研究分子层次以上的化学，叫做超分子化学。

　　记者：自然界中有什么是超分子结构的吗？

　　佟振合：有许多。举个最常见也最典型的例子———细胞膜，这就是一个非常完美的超分子结构，它所具有的一些特性，比如单向透过性就是单分子结构所没有的。

　　记者：超分子化学与以往的分子化学研究有哪些不同呢？

　　佟振合：以前的分子化学研究的是分子个体，超分子化学则是研究分子群体。分子通过分子间的互相作用形成具有有序结构的聚集体，往往表现出单个分子或低级分子聚集体所不具有的特征与功能。因此，研究多种分子间弱相互作用的协同性、方向性和选择性，分子识别和分子聚集体的构筑，分子聚集体中的能量传递、物质传输和化学转换等对于解释一些新的科学现象并提出新的理论具有重要意义。它能够让我们更好地认识信息、能源、生命、环境和材料学中涉及分子以上层次的问题。以上这些方面是我们这一973课题主要研究的内容。

　　记者：国际上超分子化学研究是从什么时候开始的？我们国家目前在这个领域的研究状况如何？跟国外相比处于什么样的水平呢？

　　佟振合：超分子化学的研究历史并不是很长，真正受到重视只有大约二三十年的时间，也就是上世纪七八十年代以后的事情。国际上很多国家把超分子化学列为重大前沿课题来研究，我国的研究基本上与国际同步，近来我们取得了不少突破性的进展，提出了一些很新的理论，因而整体水平与发达国家的水平相差不大。

　　记者：您能否简单介绍一下咱们这一项目都取得了哪些重要成果？

　　佟振合：我们这个项目是由中科院理化技术研究所、化学研究所、上海有机化学研究所、吉林大学、南开大学、北京师范大学等单位合作完成的，刚才也介绍过，我们共有4个子课题组，紧紧围绕超分子化学4个关键科学问题进行研究，通过各课题组密切合作，我们在高选择性的微反应器，超分子层状构筑与功能，超分子手性以及氢键超分子组装体等方面取得了一系列重要创新性成果，共发表SCI检索论文568篇，包括影响因子3.0以上论文188篇,应邀在国际会议作大会报告和邀请报告62人次，申请专利19项。课题执行期间获得国家自然科学一等奖1项，二等奖2项。以上这些创新性研究成果被国内外重要学术刊物和著作、进展评述等正面引用1089篇次，部分成果处于国际前列，对超分子科学领域的发展起到了重要的推动作用。

　　记者：高选择性的微反应器？您能详细地介绍一下吗？

　　佟振合：这个可以这样理解。传统来讲，要想合成某种物质，需要把化学原料都加入一个大反应器里，最后除了合成你想要的那种物质外，还合成了一些你不需要的其他物质，使得合成物的纯度很低。要把这种物质从其他物质中分离出来，既费时费力，还造成了对环境的污染。而我们这种高选择性的微反应器呢，是以分子聚集体和多孔固体所提供的孔腔或界面为反应器，在反应前就把反应物分子按需要在空间排列好，这样就可以控制化学反应方向，提高化学反应的选择性，是运用超分子思想来解决现实问题。

　　记者：那么在超分子层状构筑与功能方面呢？佟振合：这方面的一系列重要创新性成果是吉林大学的沈家骢院士和张希研究员这个小组完成的。主要也是运用超分子思想设计与组装成一系列具有不同结构，分子量大小不同的人工酶，这提高了酶的活力，同时也增强了酶的稳定性。大家知道，天然酶很难获得，而且不够稳定。我们设计和组装的人工酶，正好填补了天然酶的不足。这在抗氧化药物等方面具有潜在的应用背景。

　　记者：您能再介绍一下“超分子手性以及氢键超分子组装体”吗？

　　佟振合：自然界以及生命体中蕴藏着大量的手性物质，要模拟生命体有序结构，必然涉及手性问题。我们通过研究发现，很多非手性的分子可以形成手性分子聚集体。我们受自然界自组织思想的启发，提出了利用分子间相互作用力的层状组装方法，将层状结构构筑与功能组装相结合，可以用来做多种功能材料。

　　记者：您刚才提到应用的问题，您能否简单跟我们介绍一下咱们这项课题研究成果的应用前景？

　　佟振合：我们这项研究对于理解信息、能源、生命、环境和材料科学中涉及分子以上层面的问题具有重要意义。要说具体领域的具体应用，目前还真不太好说。这跟咱们这项研究的性质有关。大家知道，咱们973课题涉及“6＋1”七大类，既6大类具体研究领域加上1类前沿、综合研究，我们这个课题就在这个“1”类中，属于基础性研究，不像前6大类有具体的研究领域和应用性，在研究成果方面有具体的指标要求。可以说，我们这项研究对认识分子以上层面的问题提供了理论依据。

　　记者：我了解到，咱们这个课题最后的评议结果是四个子课题都为优秀。您觉得咱们取得这些成绩靠的是什么？

　　佟振合：我们有蒋锡夔院士，沈家骢院士，刘若庄院士和黄志镗院士的指导，又有一批优秀的年轻科研骨干，形成了一个很好的团队。在项目实施过程中，各课题组注重化学、材料、生物学科的交叉与合作，形成了一支具有创新能力的队伍。此外，我们还开展了广泛且富有成效的国际合作。比如，我们本着优势互补的原则，与德国Munster大学物理系H.Fuchs教授及比利时Leuven大学W.Dahaen教授都有合作研究，共同发表论文20余篇。

　　记者：在这几年的研究过程中，您有什么感想？有什么困难和建议吗？

　　佟振合：分子聚集体化学是化学学科的重要前沿领域之一，被称为21世纪新概念和高技术的一个重要源头，我们希望973项目继续支持我们这方面的研究。事实上，国家对我们这些自由探索的前沿领域一直持比较宽容的态度，没有下过硬性的指标，这一点对于科学家的深入研究和出成果是十分有利的。不过从资金方面看，973计划总体来讲支持力度是历次“计划”、“项目”上最大的，但从目前来讲，在仪器设备成本居高不下的情况下，还应该加大资金的支持力度。

　　-编者按

　　一百多年来，化学家们合成了上千万个化合物，大大丰富了人们的生活。可自然界仍有很多现象无法用单个分子来解释。于是，就有化学家开始研究分子与分子之间的关系，看分子聚集在一起以后会有什么新特性。这种研究分子层次以上的化学，叫做超分子化学。973计划“分子聚集体的化学———有机功能微结构及其组装”项目首席科学家佟振合这样给我们解释他的研究领域，从拗口的名称和晦涩的解释中，我们已经领略到了这个项目的尖端程度……