五位化学专家详解化学魅力：从日常生活到尖端科技
五位化学专家详解化学魅力：从日常生活到尖端科技
从日常生活中的柴米油盐，到尖端科技的新材料开发；从环境保护的绿色化学，到生命健康的医药研发……化学无处不在、无所不能。它不仅仅是实验室里的瓶瓶罐罐，更是推动社会进步、提升人类生活质量的关键力量。
10 月 17 日，由河南省科协主办，北京中科星河文化传媒有限公司协办，大河网、河南省科技馆、郑州市实验中学承办的科普中国说河南专场线上直播以“魅力化学 无限可能”为主题，邀请五位在化学领域深耕细作、成果斐然的科学家，共同探讨那些隐藏在分子与原子之间的无限可能，展现化学如何改变生活，创造未来。
郑州大学学术副校长、化学学院院长臧双全从莲鹤方壶、武则天金简等珍贵文物切入，分享关于“币金属”的有趣化学知识。他指出，之所以铜、银、金三种金属会成为人类各个文明普遍接受并广泛认可的币金属，与它们的化学特性密切相关。铜、银、金的化学性质相对稳定，比较容易长期保存；这些币金属较低的储量，使得其天然具有作为货币所需的优异价值特质；此外，铜、银、金还是相对柔软的金属，容易切割，使其作为货币交易起来更加方便。
除了作为货币，币金属各个都在日常生活、现代工业、生命科学等领域中，扮演不可或缺的重要角色，而利用化学的方法，能够赋予币金属更多的优异性能。臧双全介绍，他和团队在研究工作中，利用币金属原子“搭积木”，制造了具有多样结构的新型币金属团簇。从古到今、从常见的生活用品到各种高精尖设备、从发光材料到深空探测，币金属展现了无限的应用可能。而臧双全认为，对于币金属，还存在许多未知的领域，有待年轻学子在未来去探索发现。
新乡医学院副校长、“太行学者”特聘教授王天云带来了关于《一个中国细胞的故事》的分享。他介绍，中国仓鼠属于中国北部和蒙古地区的啮齿动物家族。从 1919 年中国仓鼠首次作为实验室动物模型并大获成功后，越来越多的人知道了中国仓鼠对生物研究的价值。1957 年，美国遗传学家西奥多·帕克从波士顿癌症研究基金会实验室得到一只雌性中国仓鼠，并从仓鼠卵巢中分离出原始的 CHO 细胞。从此，CHO 在科学研究和医药工业领域逐步获得广泛的应用。
据介绍，CHO 细胞是重组蛋白药物生产的主要表达系统。目前批准上市的重组蛋白药物中近 70% 都由该表达系统生产。与其他系统相比，CHO 细胞有很多优势。然而，由于早期我国科学技术相对落后，知识产权长期被国外技术垄断。经过多年的发展，目前国内生物医药行业已经跻身全球第二梯队，研发水平有了显著提升。王天云表示，随着技术的发展和国家对生物药产业投资支持力度的加大，希望有朝一日能诞生真正属于我们自己知识产权的 CHO 细胞及相关创新产品。
河南师范大学副教授、硕士生导师吕馨馨介绍了光合作用作为地球生命活动的能量之源，其太阳能捕获转化与酶催化反应之间的协同关系，指引着科学家们提出并构建了人工光合成体系。光催化是一种在光的照射下，利用催化剂将光能转化为化学能，并促进化学反应的过程。其原理是，在光的照射下，催化剂吸收光能，在导带产生电子，在价带产生空穴，随后产生的电子和空穴分别来到物体表面，与吸附在表面的物质发生强烈的氧化还原反应的过程。
催化反应是合成化学的重要内容，是创造新物质的主要途径，而光促进的催化反应，其特点是以光为能源，通过能量或电子转移实现系列自由基反应，其具有环境友好、反应活性高、条件温和等优点。吕馨馨表示，因此利用光能实现化学键的高效精准构建，是绿色合成的重要创新动力。通过此类反应，能够人工合成许多有用的化合物。在她看来，光催化是一个充满朝气与挑战的研究领域。“未来，我们相信它将在在环境、能源、医疗、化工和材料等领域，实现变革式的发展，而新兴技术的开发和应用，将为人类生活带来更多便利。”
河南省科学院化学研究所有限公司学术委员会主任侯益民分享的主题是《电池的前世今生》。他介绍，从最原始的铜锌原电池出发，通过不断的研究和改进，才有了诸如铅酸电池、锌锰电池、镍氢电池、燃料电池、锂电池、太阳能电池等各种各样功能强大的电池。电池在交通运输、电力存储、航空航天、军事、通讯领域，扮演着重要角色。
电池的寿命从几小时到十几年不等，当一块电池彻底废弃之后，该如何处理它呢？如果说废旧电池回收垃圾桶只是暂存点，那么专业的废旧电池处理厂就是电池“最终的归宿”。电池回收利用对于环境保护、资源节约和可持续发展具有极其重要的意义。侯益民相信，未来电池回收利用将迎来更为绿色高效的新局面，为社会和经济发展带来诸多益处。“这不仅需要技术创新，更需要全社会共同树立环保意识，积极参与到电池回收利用的行动中来，共同推动这一领域的发展，为构建美好的绿色未来贡献力量。”
河南大学学术副校长陈雪波带来了题为《像素背后的魔法：探屏慕发光材料的奥秘》的分享。他介绍，我们日常看到的彩色图像其实是由一个个小的像素构成的。所谓像素，是指在由一个数字序列表示的图像中的一个最小单位。这些彩色图像都是基于三种基本颜色，RGB 红绿蓝，通过不同比例混合调制而成的。
陈雪波将生活生产中所用到的显示技术进行横向比较，认为 OLED 以及更先进的 Mini LED 和 Micro LED 技术，均是通过自发光进行，器件薄、可视角度广、容易实现柔性显示。据介绍，我国新型显示产业规模居全球首位，累计总投资超过 1.3 万亿元，其中十三五期间 OLED 量产线超过 13 条。但核心材料、器件结构和封装技术等产业链上游关键环节，仍受制于国外产业巨头。
在陈雪波看来，目前，AI 驱动新材料研发已成为世界范围内的共识，一些化学化工行业也积极拥抱人工智能，开展科技创新。他介绍，数据库的建立，使他们有能力承担科技部—十四五国家重点研发计划，成功实现 AI 驱动 OLED 磷光材料研发，突破美国 UDC 公司对 Ir 基红绿磷光材料的专利垄断。下一步，他们将依托河南大学智能科学家公共平台，河南大学研发团队、中试基地等机构，同时联合 OLED 产业公司，促成一个国家新型显示技术创新平台落地河南，建成一个基于离子束技术的 OLED 封装生产线，主导新型显示和智能终端产业链。