浙江大學(xué)化學(xué)系始終聚焦“四個面向”，堅持“頂天、立地、育人”科研價值取向，培育胸懷祖國、追求卓越、引領(lǐng)未來的科技領(lǐng)軍人才，努力打造一流生態(tài)化學(xué)人才培養(yǎng)高地和基礎(chǔ)研究高峰。2021年，以通訊單位在《Nature》和《Science》發(fā)表4篇論文，其中第一作者單位2篇；獲得國家級高層次人才基金3項、國家級優(yōu)秀青年人才基金7項，新增主持科技三重項目5項，千萬級科研項目4項；獲得浙江省科學(xué)技術(shù)自然科學(xué)一等獎1項、發(fā)明一等獎1項；獲批成立浙江省激發(fā)態(tài)材料合成與應(yīng)用重點實驗室，獲得1個五千萬元捐贈合同和1個五千萬元重大橫向合同建設(shè)“浙江大學(xué)激子半導(dǎo)體研究中心”?；瘜W(xué)學(xué)科國際排名繼續(xù)攀升，ESI排名第14，US News排名第17，QS排名第22。
為加強對我系重要科技進展的宣傳，激勵廣大師生的科學(xué)熱情和奉獻精神，促進公眾更加理解、關(guān)心和支持化學(xué)科學(xué)，營造良好的尊重知識、崇尚創(chuàng)新的科學(xué)氛圍，浙江大學(xué)化學(xué)系組織遴選了“2021年度十大重要科技進展亮點成果”，現(xiàn)予公布。
1. 成果名稱：單分子電致化學(xué)發(fā)光顯微鏡
成果類型：高影響力學(xué)術(shù)進展
主要完成人：馮建東等
簡介：
化學(xué)創(chuàng)造著千變?nèi)f化的物質(zhì)世界，在這其中每一個單分子起到基本的作用。傳統(tǒng)化學(xué)和生物學(xué)研究大量分子參與的反應(yīng)和變化。著名物理學(xué)家埃爾溫·薛定諤曾評論過：“我們從來沒有用一個單電子、單原子或單分子做過實驗。我們假設(shè)我們可以在思想實驗中實現(xiàn)，但是這會導(dǎo)致非?？尚Φ暮蠊??！庇^察、操縱和測量最為微觀的單分子化學(xué)反應(yīng)是科學(xué)家面臨的一個長久科學(xué)挑戰(zhàn)。針對這一挑戰(zhàn)，浙江大學(xué)化學(xué)系馮建東研究員致力于發(fā)展跨學(xué)科的單分子測量方法和儀器，實現(xiàn)多維度的溶液體系單分子物理和化學(xué)過程觀測、新現(xiàn)象研究和應(yīng)用建立。其團隊發(fā)明了一種可以直接對溶液中單分子化學(xué)反應(yīng)進行成像的顯微鏡技術(shù)，并實現(xiàn)了超高時空分辨成像。該技術(shù)在化學(xué)成像和生物成像領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值，允許看到更清晰的微觀結(jié)構(gòu)和細胞圖像，成果在2021年作為封面論文刊登于《自然》。
2. 成果名稱：無機顆粒的融合
成果類型：高影響力學(xué)術(shù)進展
主要完成人：唐?？怠⒄衙鞯?/span>
簡介：
人們通常使用陶瓷高溫?zé)Y(jié)方法促進無機礦物顆粒的融合，但也只能達到部分融合。唐睿康、劉昭明團隊最新成果發(fā)現(xiàn)，通過調(diào)控?zé)o定形碳酸鈣礦物內(nèi)部結(jié)構(gòu)水含量和外部壓力可以在常溫條件實現(xiàn)固體顆粒之間的完全融合，相關(guān)論文于2021年發(fā)表在國際頂級期刊《Science》上，研究工作受到國家自然科學(xué)基金杰出青年基金、優(yōu)秀青年基金、科技部重點研發(fā)計劃項目的資助。研究揭示在一定的壓力下，材料內(nèi)部可以形成動態(tài)水通道促進離子傳質(zhì)，從而使固態(tài)材料獲得一定的結(jié)構(gòu)流動性，為無機顆粒的融合提供了全新的認知。利用材料結(jié)構(gòu)水的傳質(zhì)策略克服了傳統(tǒng)燒結(jié)方法的不足，所得到塊體材料的結(jié)構(gòu)具有連續(xù)性和均一系性，因此擁有著優(yōu)異的光學(xué)透過性和機械力學(xué)強度。壓力誘導(dǎo)顆粒融合的研究表明原本剛性的無機材料也具有一定的可塑性。進一步融合團隊先前提出的無機離子聚合策略（Nature 2019），該成果有望發(fā)展出“無機膠水”并用于生物硬組織包括牙齒與骨骼的多級快速修復(fù)，為生物醫(yī)用材料發(fā)展和材料產(chǎn)業(yè)帶來一場新的技術(shù)革命。該成果也是唐?？到淌跔款^承擔(dān)的國家重點研發(fā)計劃“生物醫(yī)用材料研發(fā)與組織器官修復(fù)替代”重點專項《基于納米簇新型材料的生物學(xué)效應(yīng)及其仿生裝配復(fù)合組織的基礎(chǔ)研究》（國撥經(jīng)費1328萬元，2021年順利結(jié)題）的標(biāo)志性成果之一。
3. 成果名稱：沸石表面凝血機理研究及其產(chǎn)業(yè)化
成果類型：高影響力學(xué)術(shù)進展
主要完成人：范杰等
簡介：
創(chuàng)傷是全球第四大死因，其中創(chuàng)傷早期死亡原因主要是由于無法控制的大出血。因此，有效控制大出血一直是院前急救的關(guān)鍵。沸石是一種無機硅鋁酸鹽材料，除了作為催化劑和吸附劑廣泛應(yīng)用在石油化工和催化等工業(yè)領(lǐng)域，在生物醫(yī)學(xué)上還能夠促進血液凝固。早在2000年，美國軍隊已經(jīng)將沸石類止血材料QuikClot作為緊急止血產(chǎn)品，在海灣戰(zhàn)爭和阿富汗戰(zhàn)爭中投入使用。然而，研究人員對于沸石的止血機理一直存在疑問。
自2007年以來，浙江大學(xué)化學(xué)系范杰/肖麗萍課題組一直致力于沸石的止血機理的研究和新型止血產(chǎn)品的研發(fā)；在J. Am. Chem. Soc., Nat. Commun., Nano Lett., ACS Catal.等國際知名期刊上發(fā)表論文70余篇(總引用次數(shù)>8000)，擁有國際授權(quán)專利2項，中國授權(quán)專利19項；研究工作受到了國家自然科學(xué)基金委重大科研計劃集成項目（1400萬）和重點項目（400萬）的資助以及世界500強企業(yè)殼牌石油公司的支持（80萬美元）。2021年，該研究再次取得重大進展，團隊首次從分子層面揭示了沸石表面的凝血過程，并提出沸石顆粒作為“無機血小板”的概念，在凝血反應(yīng)中扮演了類似于血小板的角色，為凝血因子的瀑布式級聯(lián)反應(yīng)提供了“平臺”。如同在血小板表面發(fā)生的那樣，凝血因子V和X在Ca基沸石表面組裝成凝血酶原酶復(fù)合物，并發(fā)揮同樣的凝血酶原活化作用；不僅如此，在沸石表面活化的凝血酶不會像在血小板表面活化的那樣直接進入血液，而是吸附在沸石表面，并表現(xiàn)出遠超生物體內(nèi)的活性，這種高活性源自凝血酶在沸石表面特殊的吸附構(gòu)象。相關(guān)成果作為封面文章，于2021年7月22日發(fā)表于《Nature Catalysis》（IF=41.8）。
圖1:期刊封面及文章附圖
同時，該項研究工作不僅僅是發(fā)論文、上書架，相關(guān)產(chǎn)品也已經(jīng)獲得授權(quán)專利，走上貨架。由范杰教授創(chuàng)立的杭州沸創(chuàng)生命科技股份有限公司建立了基于棉纖維表面原位合成技術(shù)的世界首條百噸級沸石紗布生產(chǎn)線，獲得了產(chǎn)業(yè)基金多輪巨額融資支持。企業(yè)目前已推出沸石止血紗布、沸石敷料、止血衣等核心產(chǎn)品，并獲得CFDA、CE、FDA注冊認證，為交通事故、自然災(zāi)害等突發(fā)情況下的人員快速止血和生命安全提供有力保障。
圖2:百噸級沸石紗布生產(chǎn)線和相關(guān)研發(fā)產(chǎn)品
4. 成果名稱：基于不對稱碳氫鍵活化的精準(zhǔn)有機合成化學(xué)
成果類型：高影響力學(xué)術(shù)進展
主要完成人：史炳鋒等
簡介：
史炳鋒教授課題組長期致力于惰性碳氫鍵精準(zhǔn)催化轉(zhuǎn)化及合成應(yīng)用研究，發(fā)展新試劑、新方法和新策略，解決惰性碳氫鍵精準(zhǔn)轉(zhuǎn)化的活性及選擇性調(diào)控等基礎(chǔ)科學(xué)問題。2021年度，在惰性碳氫鍵不對稱催化轉(zhuǎn)化研究中取得重要進展。發(fā)展地球豐產(chǎn)金屬鈷催化的不對稱碳氫鍵活化新方法，實現(xiàn)了廉價金屬Co(III)/手性羧酸催化的碳氫鍵活化/非活化脂肪端基烯烴高立體選擇性的氫芳基化反應(yīng)，并建立了醋酸鈷/手性磷酸二元催化體系，實現(xiàn)了碳氫鍵烯基化和不對稱[4+1]螺環(huán)化反應(yīng)；基于氫鍵作用，發(fā)展新型軸手性酸配體，實現(xiàn)了Ru(II)催化的不對稱碳氫鍵活化構(gòu)建硫中心手性；發(fā)展瞬態(tài)手性輔基策略、Pd(II)/手性螺環(huán)磷酸和Pd(II)/焦谷氨酸催化體系，實現(xiàn)了聯(lián)芳、苯乙烯和類肽酰胺等阻轉(zhuǎn)手性的高效構(gòu)筑。以上研究成果發(fā)表在CCS Chem., J. Am. Chem. Soc.，Chem，Angew. Chem. Int. Ed.和Acc. Chem. Res.等知名期刊，為手性物質(zhì)的精準(zhǔn)創(chuàng)制提供了新的策略。自2021年11月起，史炳鋒教授受邀擔(dān)任美國化學(xué)會旗下知名期刊The Journal of Organic Chemistry的副主編。
5. 成果名稱：高氧化態(tài)天然產(chǎn)物的高效全合成
成果類型：高影響力學(xué)術(shù)進展
主要完成人：丁寒鋒等
丁寒鋒教授團隊近年來圍繞“高氧化態(tài)天然產(chǎn)物的高效全合成”這一重要科學(xué)問題開展研究。通過發(fā)展新型氧化去芳香化促進（ODI-）的環(huán)化串聯(lián)反應(yīng)體系，建立了高度官能團化核心骨架的構(gòu)建新策略，為高氧化態(tài)天然產(chǎn)物的獲取提供了強大的工具。2021年度的工作主要包括：a）基于ODI-[5+2]環(huán)化串聯(lián)反應(yīng)實現(xiàn)了8,9-次裂型對映-貝殼杉烷Shikoccin家族和毛皮傘二萜Crinipellin家族的集群式不對稱全合成；b）基于ODI-[4+2]環(huán)化串聯(lián)反應(yīng)完成了海替生型二萜生物堿Davisinol和18-Benzoyldavisinol的不對稱全合成；c）基于仿生啟發(fā)的吲哚去芳香化反應(yīng)實現(xiàn)了單萜吲哚生物堿Alsmaphorazine C和Strictamine的不對稱全合成。這些工作均為目前上述復(fù)雜天然產(chǎn)物的首次或最短全合成，解決了路線冗長、效率低、不能規(guī)模制備等難題，為深入研究生物學(xué)功能及藥物開發(fā)提供了技術(shù)支撐和物質(zhì)保障。在J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.和Acc. Chem. Res.發(fā)表論文5篇。研究工作受到國內(nèi)外同行的廣泛關(guān)注和積極評價：3篇論文入選J. Am. Chem. Soc.和Angew. Chem. Int. Ed.年度或月高訪問量論文，3篇論文被收錄于Synfacts（1篇入選“Synfact of the Month”），被“Organic Chemistry Highlights”及《有機化學(xué)》等作為亮點評述5次。丁寒鋒教授獲得2021年度國家杰出青年基金資助。
6. 成果名稱：負載型催化劑微納結(jié)構(gòu)調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)化
成果類型：重要科技成果獎
主要完成人：王勇等
簡介：
催化選擇性加氫是實現(xiàn)化工產(chǎn)品高值化和綠色化的關(guān)鍵技術(shù)，而催化劑是加氫技術(shù)的核心。長期困擾催化加氫行業(yè)的關(guān)鍵難題是難以從微納尺度對廣泛使用的炭負載型催化劑進行精準(zhǔn)設(shè)計、制備，導(dǎo)致催化劑可控性差、催化效率低。針對以上問題，浙江大學(xué)化學(xué)系催化研究所王勇教授團隊和浙江新和成股份有限公司開展聯(lián)合攻關(guān)，經(jīng)過10年的努力，先后開發(fā)或攻克了炭材料氮摻雜技術(shù)、納米顆粒活性位選擇性調(diào)控技術(shù)以及“發(fā)泡法”造開放多級孔技術(shù)，通過對催化劑微納結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)調(diào)控，發(fā)明了系列高性能負載型納米金屬催化劑，并成功應(yīng)用于新和成維生素H、維生素E等主導(dǎo)產(chǎn)品的工業(yè)生產(chǎn)中。相關(guān)催化技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)了核心產(chǎn)品的轉(zhuǎn)型升級，提高了合作企業(yè)產(chǎn)品的市場競爭力，多個產(chǎn)品市場份額躍居世界第一，部分產(chǎn)品實現(xiàn)從依賴進口到主導(dǎo)國際市場的根本轉(zhuǎn)變，培育了國際領(lǐng)先的維生素特色產(chǎn)業(yè)集群，帶動了營養(yǎng)品、日化、飼料等下游相關(guān)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，為我國精細化工產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展做出重要貢獻。相關(guān)成果榮獲浙江省科學(xué)技術(shù)獎-“技術(shù)發(fā)明一等獎”。王勇教授主持的《重要反應(yīng)過程貴金屬等效減量的關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用示范》課題獲批2021年度國家重點研發(fā)計劃項目（項目總經(jīng)費7500萬元，其中國撥經(jīng)費2500萬元）。王勇教授入選科睿唯安2021年度全球“高被引科學(xué)家”榜單。
7. 成果名稱：浙江省激發(fā)態(tài)材料合成與應(yīng)用重點實驗室獲批建設(shè)
成果類型：重要科技創(chuàng)新平臺建設(shè)
主要完成人：彭笑剛、方群、金一政、朱海明等
簡介：
浙江省激發(fā)態(tài)材料合成與應(yīng)用重點實驗室于2021年1月獲得浙江省科技廳認定。彭笑剛教授任實驗室主任，方群教授、金一政教授和朱海明研究員任實驗室副主任。電-光-化學(xué)能轉(zhuǎn)化對于改變?nèi)祟惿?，緩解資源枯竭的危機具有重要意義。電-光-化學(xué)能的核心是分子（或晶體）材料的電子激發(fā)態(tài)（系統(tǒng)能量高于基態(tài)的亞穩(wěn)態(tài)）的性質(zhì)。浙江省激發(fā)態(tài)材料合成與應(yīng)用重點實驗室重點開展激發(fā)態(tài)材料的設(shè)計和可控制備、激發(fā)態(tài)機制和多維度表征、激發(fā)態(tài)材料的應(yīng)用和器件等方向的研究，推進一批新興光電材料和實驗技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，例如量子點打印技術(shù)，納米材料合成技術(shù)，新型分析測試儀器等。實驗室將推進浙江省化學(xué)、光電等學(xué)科的交叉匯聚和融合創(chuàng)新，為推動浙江省相關(guān)高新技術(shù)初創(chuàng)企業(yè)的發(fā)展貢獻力量。彭笑剛教授主持的《膠體半導(dǎo)體納米晶表界面性質(zhì)與激子操控》獲批2021年度國家自然科學(xué)基金重點項目（直接經(jīng)費304萬元），該項目總體目標(biāo)是把膠體納米晶發(fā)展成為“激子半導(dǎo)體”。
8. 成果名稱：超分子新物質(zhì)創(chuàng)制創(chuàng)新工坊建設(shè)取得重要進展
成果類型：重要科技創(chuàng)新平臺建設(shè)
主要完成人：黃飛鶴、李昊、郭慶輝、陳洪亮、王宇平
簡介：
超分子新物質(zhì)創(chuàng)制創(chuàng)新工坊（以下簡稱工坊）于2021年6月25日在浙江大學(xué)杭州國際科創(chuàng)中心論證成立，2021年在人才引育、基礎(chǔ)建設(shè)、項目申請、學(xué)術(shù)研究等方面取得了重要進展。工坊已有8名PI入職，其中郭慶輝和陳志杰研究員入選國家高層次青年人才計劃。工坊規(guī)劃設(shè)計了10間實驗室，其中6間有機合成實驗室已建成投入使用，NMR儀器完成試運行。工坊累計以浙江大學(xué)化學(xué)系、浙江大學(xué)杭州國際科創(chuàng)中心為通訊單位發(fā)表包含Science （1篇），CNS子刊（7篇）在內(nèi)的高影響力期刊論文30篇，申請重要發(fā)明專利1項。獲批重點項目2項（繁星科學(xué)基金項目《分子機器的設(shè)計、合成及潛在應(yīng)用研究》（黃飛鶴主持，項目經(jīng)費1500萬）、國家基金委重大項目子課題《化學(xué)反應(yīng)途徑的超分子調(diào)控》（郭慶輝主持，課題直接經(jīng)費349萬）。黃飛鶴教授領(lǐng)銜的《基于主客體識別構(gòu)筑超分子聚合物研究》榮獲2021年度浙江省自然科學(xué)獎一等獎；黃飛鶴教授入選科睿唯安2021年度全球“高被引科學(xué)家”榜單。工坊組織承辦了《2021年浙江大學(xué)新物質(zhì)創(chuàng)制前沿云論壇》、《浙江大學(xué)-美國西北大學(xué)雙邊論壇》、《基于范式轉(zhuǎn)變的新物質(zhì)創(chuàng)制西湖學(xué)術(shù)論壇》等高端學(xué)術(shù)論壇。
9. 成果名稱： 量子點發(fā)光顯示關(guān)鍵材料與器件研究
成果類型：國家重點研發(fā)計劃重點專項結(jié)題成果
主要完成人：彭笑剛、金一政等
簡介：
從2016年07月至2021年06月，由浙江大學(xué)牽頭，聯(lián)合納晶科技股份有限公司、TCL集團股份有限公司等單位組織開展的國家重點研發(fā)計劃戰(zhàn)略性先進電子材料重點專項“量子點發(fā)光顯示關(guān)鍵材料與器件研究”，通過產(chǎn)學(xué)研聯(lián)動，從量子點材料和QLED原型器件的基礎(chǔ)研究、噴墨打印制備QLED陣列關(guān)鍵技術(shù)到AM-QLED顯示屏樣機的工程集成進行全創(chuàng)新鏈的研發(fā)工作。項目研究提出了“激發(fā)態(tài)合成控制”新概念，在基礎(chǔ)科學(xué)層面解決了電致發(fā)光量子點的構(gòu)效關(guān)系、量子點電致發(fā)光機制、高性能無鎘可控合成、量子點發(fā)光上轉(zhuǎn)換等難題；在工程技術(shù)層面實現(xiàn)了系列高性能QLED原型器件，突破了高性能QLED陣列大規(guī)模制備的關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)了電致發(fā)光量子點和上電極銀墨水的公斤級制備技術(shù)，建立了全球最大的量子點生產(chǎn)基地，打通了噴墨打印制造AM-QLED 這一全新的技術(shù)路線。
該項目總經(jīng)費24000萬元，其中國撥經(jīng)費3000萬元，研究成果在Nature Communications, Journal of the American Chemical Society, Advanced Materials等國際知名期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文29篇，制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1項，申請國家發(fā)明專利170項。項目完成了計劃任務(wù)和相關(guān)考核指標(biāo)，達到了預(yù)期目標(biāo)和成效。
10. 成果名稱：光電轉(zhuǎn)換激發(fā)態(tài)動力學(xué)
成果類型：高影響力學(xué)術(shù)進展
主要完成人：朱海明等
簡介：
高新材料激發(fā)態(tài)動力學(xué)從根本上決定了其光-電-化學(xué)能源轉(zhuǎn)換的效率和性能。朱海明課題組利用自行發(fā)展的同時具有高時間、空間、能量分辨的超快光譜技術(shù)，深入研究了新型半導(dǎo)體材料的激發(fā)態(tài)動力學(xué)過程。在二維鉛鹵鈣鈦礦中提出“動態(tài)激子極化子”的新圖像，解釋了二維鈣鈦礦不對稱發(fā)光的起源，揭示了晶格耦合對激發(fā)態(tài)性質(zhì)的影響（Nat. Commun. 2021, 12, 1400；；IF=14.9）；通過手性分辨超快光譜首次揭示了半導(dǎo)體-石墨烯異質(zhì)界面，由態(tài)密度決定的異步超快電荷轉(zhuǎn)移傳能新機制，通過異質(zhì)結(jié)設(shè)計實現(xiàn)自旋極化的電荷轉(zhuǎn)移和長的自旋保持（Sci. Adv. 2021, 7, eabg2999；IF=14.1）；通過超快光譜和光伏器件性能表征的結(jié)合，揭示電荷復(fù)合生成非富勒烯三線態(tài)是造成高效有機太陽能電池非輻射復(fù)合損失的新機制，同時提出通過給體材料側(cè)鏈氟化的策略，大幅降低非輻射復(fù)合損失并提升有機太陽能電池效率，為下一代高效率有機太陽能電池的研究提供了新的方向（Joule 2021, 5, 1832；IF=41.2）。由于這一系列的工作，課題組被邀請發(fā)表評論文章（Acc. Chem. Res. 2022, 55 (3), 345；J. Phys. Chem. Lett. 2022, 13 (4), 1123）。朱海明研究員獲得國家級優(yōu)秀青年人才基金資助，并入選科睿唯安2021年度全球“高被引科學(xué)家”榜單。
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