对话赵东元：“布袋院士”的“造孔”人生｜科学家·马上回答

封面新闻记者 边雪

赵东元可能是中国最“矛盾”的院士：一边在微观世界里“造”出几十种以复旦大学命名的介孔材料，一边用一只布袋装着国家自然科学奖一等奖证书，骑着自行车去给本科生上《普通化学》。

2021年11月3日，赵东元在北京人民大会堂领取了国家自然科学奖一等奖。那是中国自然科学领域的最高荣誉，20年间曾多次空缺。领奖结束，他马不停蹄赶回上海，因为第二天一早8点，他还要给本科生上课。次日，一张照片刷爆朋友圈：这位新晋国家自然科学奖一等奖得主，手拎一只帆布袋站在复旦大学袁成英楼门前，袋子里装着他的获奖证书。

“布袋院士”的称号由此传开。赵东元自己倒是淡定：“那天拿了国家自然科学奖一等奖，第二天上课，大家着急要看证书，我就拿个袋子，骑着自行车就上课去了。”他给本科生上《普通化学》，一周两次，一上就是20多年，几乎从未间断。他给自己定下铁律：上课不能迟到。“学生们都等着呢，迟到5分钟就是教学事故了。”

2026年8月13日，这位“布袋院士”又获殊荣：因对介孔材料的开创性贡献，包括合成控制、机制理解和工业应用，获得未来科学大奖物质科学奖。接到获奖通知时，他刚吃完午饭，看到一个陌生电话本不想接，犹豫了一下以为是快递才接了。

三十年“造孔”，他创造了20多种以“FDU”（复旦大学英文缩写）命名的介孔材料。但他最珍视的称呼，始终是那声“老师”。

赵东元。（受访者供图）

“来自‘拍脑袋’的灵感”

封面新闻：多孔材料是什么？

赵东元：干燥剂、泡沫、沸石分子筛都是常见的多孔材料。这类材料内部布满孔隙，正因如此才具备吸附、分离等功能。多孔材料可以按孔径大小分类：微孔、介孔（2-50纳米）、大孔。介孔材料因为孔径处于这一特殊区间，具有极高的比表面积和孔体积。

封面新闻：您和团队从无机介孔材料转向合成有机高分子及碳基介孔材料，中间跨越了哪些难点？

赵东元：高分子材料要同时满足“聚合”和“自组装形成有序孔道”两个条件，难度极高。我们借鉴笛卡尔的还原论思想，把这个复杂过程拆解为“先部分聚合、再自组装”的分步策略，最终首次成功合成了介孔高分子和介孔碳材料，并提出了“有机-有机自组装”这一新概念。

封面新闻：“有机-有机自组装”这个颠覆性想法的灵感来自哪里？

赵东元：灵感来自长期的积累、同行之间的交流，也来自对化学基础知识的重新思考，硅和碳同属一族，硅既然能形成介孔材料，理论上碳也应该可以。这个想法后来引领了碳材料研究的一波热潮。

封面新闻：科研工作和日常生活之间有怎样的联系？听说您养成了“看到材料就想打孔”的职业习惯？

赵东元：这其实是科研工作者的普遍状态，灵感常常来自生活中的观察、同行交流以及学术会议。比如有一次旅游时看到一个可以膨胀的玩具，我就联想到能不能合成一种具有“呼吸”能力的可塑性孔材料，未来它在细胞培养、血液净化等生物医学领域都可能有应用空间。

封面新闻：以“复旦大学FDU”命名的一系列介孔材料，背后有什么有趣的故事或命名缘由？

赵东元：科研本身是枯燥的，但创造新结构的过程充满探索的乐趣。当年我们通过加热的方式，解决了利用嵌段共聚物模板合成有序介孔材料的关键难题，这背后是无数次的试错和反复思考才换来的突破。

封面新闻：是什么让您几十年如一日坚持基础研究？当初的初心是什么？

赵东元：90年代末我毅然回国投身基础研究，这是我这辈子做得最成功的决定。现在社会上“实用主义”的风气有些过盛，但我想说，基础研究恰恰是“无用之用”，是创造知识的灵魂过程。我也一直鼓励学生按兴趣选专业，哪怕它现在是冷门方向。

AI缺乏人类的“理性意识”

封面新闻：科研上常说的“先造锤子再找钉子”和“先找钉子再造锤子”，您怎么看这两种模式？

赵东元：以我们自己的经历来说，是先做出了介孔碳材料这把“锤子”，之后才去寻找它在硅碳负极中的应用这颗“钉子”。我认为这两种模式都可取，都是解决实际问题的有效路径。具体做法上，我们通过在介孔孔道中有序沉积纳米硅，有效分散了充放电过程中的应力，从而提升了电池的循环稳定性。

封面新闻：“从0到1”的原创突破，和后续的工程化、产业化相比，哪个更难？

赵东元：对我个人而言，把实验室成果做成工程化产品、经受市场和成本的检验，反而更难。比如硅碳负极材料的产业化，从实验室的纳米材料合成放大到百吨级生产，在过滤工艺、颗粒度控制、良品率以及团队协作等方面，都遇到了巨大的挑战。

封面新闻：您认为自己实现这些突破的原因是什么？现在最关注哪些科学问题？

赵东元：我并不认同“灵光一现”这种说法，成功更多是幸运、对领域的深刻理解，以及优秀团队共同作用的结果。目前我最关注两个方向：一是想办法降低造孔的成本，推动硅碳负极等材料的规模化应用；二是希望在生物体系内合成可呼吸、可塑的介孔材料，用于细胞培养和药物筛选。

封面新闻：能否举几个介孔材料最贴近普通老百姓生活的应用实例？

赵东元：最直接的例子是手机电池。我们团队开发的介孔硅碳负极材料，能显著提升电池的能量密度，延长手机续航。此外，这类材料在无人机、汽车尾气处理等领域也有应用潜力，不过成本仍是制约其大规模使用的关键因素。

封面新闻：AI在您的科研工作中发挥着怎样的作用？未来会有更大空间吗？

赵东元：我们团队已经在利用AI来优化实验条件了。不过目前AI在物质科学领域主要还是起辅助作用，难点在于数据的标准化和获取。AI缺乏人类的“理性意识”，但未来它可能会更深入地参与到科学发现当中。就眼下而言，AI已经能显著节省我们的科研时间和劳力。

要做“与众不同”“异想天开”

封面新闻：回顾1998年回国的选择，您现在是什么心情？

赵东元：这是我一生中最成功的决定。能够回国参与并见证中国物质科学从相对落后，一步步走到世界前沿，我感到由衷地欣慰和自豪。

封面新闻：在您看来，什么是“好问题”？该如何判断一个方向是不是科研前沿？

赵东元：爱因斯坦说过，提出一个好问题比解决一个问题更重要。我认为好问题应该具有广泛的适用性和影响力，能够带动多个领域的发展。要判断前沿在哪里，需要深入的国际交流，用批判性思维去找到现有知识的边界，从而找到突破的方向。

封面新闻：您一直坚持给本科生上“普通化学”课，您的人才培养理念是什么？

赵东元：教学让我保持年轻的心态，也让我不断夯实化学基础。培养学生，我注重三个方面：一是自学和系统理解知识的能力；二是敢于提问、具备批判性思维；三是独立思考，不盲从权威。我在课堂上常常会提一些没有标准答案的启发式问题，就是想践行这个理念。

封面新闻：您平时最想向学生强调的基础研究精神是什么？

赵东元：我自己曾经错过介孔材料的首次发现机遇，这段经历让我格外体会到国际交流、站在巨人肩膀上的重要性。我常教导学生要“做与众不同”“异想天开”，同时要具备扎实的基础、对前沿的深入了解、深入的思考以及好的实证能力。我也呼吁中国科研界要沉得住气，去追求真正的原创突破。

封面新闻：对于有志报考化学专业的学生，您有什么建议？

赵东元：化学是“中心科学”，也是一门“交叉科学”，涉及能源、环境、生命等诸多领域，魅力和前景都非常广阔。我建议学生一定要打好化学基础，并学会用化学知识去解决实际问题。这是一门充满创造性的学科，欢迎大家投身其中。