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(diǎn)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(qiáng)對我系重要科技進(jìn)展的宣傳，激勵廣大師生的科學(xué)熱情和奉獻(xiàn)精神，促進(jìn)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(jìn)展亮點(diǎn)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(jìn)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?。”觀察、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(tuán)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(jìn)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(xì)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(jī)顆粒的融合
成果類型：高影響力學(xué)術(shù)進(jìn)展
主要完成人：唐?？?、劉昭明等
簡介：
人們通常使用陶瓷高溫?zé)Y(jié)方法促進(jìn)無機(jī)礦物顆粒的融合，但也只能達(dá)到部分融合。唐睿康、劉昭明團(tuán)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(diǎn)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(jìn)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(jī)顆粒的融合提供了全新的認(rèn)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(jī)械力學(xué)強(qiáng)度。壓力誘導(dǎo)顆粒融合的研究表明原本剛性的無機(jī)材料也具有一定的可塑性。進(jìn)一步融合團(tuán)隊先前提出的無機(jī)離子聚合策略（Nature 2019），該成果有望發(fā)展出“無機(jī)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(diǎn)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(diǎn)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(fèi)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(jī)理研究及其產(chǎn)業(yè)化
成果類型：高影響力學(xué)術(shù)進(jìn)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(jī)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(jìn)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(jī)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(jī)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(diǎn)項目（400萬）的資助以及世界500強(qiáng)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(jìn)展，團(tuán)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(jī)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(jìn)入血液，而是吸附在沸石表面，并表現(xiàn)出遠(yuǎn)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(rèn)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?xì)滏I活化的精準(zhǔn)有機(jī)合成化學(xué)
成果類型：高影響力學(xué)術(shù)進(jìn)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?xì)滏I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?xì)滏I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?xì)滏I不對稱催化轉(zhuǎn)化研究中取得重要進(jìn)展。發(fā)展地球豐產(chǎn)金屬鈷催化的不對稱碳?xì)滏I活化新方法，實現(xiàn)了廉價金屬Co(III)/手性羧酸催化的碳?xì)滏I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?xì)滏I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?xì)滏I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(jìn)展
主要完成人：丁寒鋒等
丁寒鋒教授團(tuán)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(jìn)（ODI-）的環(huán)化串聯(lián)反應(yīng)體系，建立了高度官能團(tuán)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(qiáng)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(jī)化學(xué)》等作為亮點(diǎn)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(fù)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(fù)載型催化劑進(jìn)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(tuán)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?；钚晕贿x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(fù)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(jìn)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(xì)化工產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。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(diǎn)研發(fā)計劃項目（項目總經(jīng)費(fèi)7500萬元，其中國撥經(jīng)費(fèi)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(diǎn)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(diǎn)實驗室于2021年1月獲得浙江省科技廳認(rèn)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(jī)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(diǎn)實驗室重點(diǎn)開展激發(fā)態(tài)材料的設(shè)計和可控制備、激發(fā)態(tài)機(jī)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(jìn)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(diǎn)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(jìn)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(xiàn)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(diǎn)項目（直接經(jīng)費(fèi)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(jìn)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(jìn)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(jī)合成實驗室已建成投入使用，NMR儀器完成試運(yùn)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(diǎn)項目2項（繁星科學(xué)基金項目《分子機(jī)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(fèi)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(fèi)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(diǎn)發(fā)光顯示關(guān)鍵材料與器件研究
成果類型：國家重點(diǎn)研發(fā)計劃重點(diǎn)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(tuán)股份有限公司等單位組織開展的國家重點(diǎn)研發(fā)計劃戰(zhàn)略性先進(jìn)電子材料重點(diǎn)專項“量子點(diǎn)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(diǎn)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(jī)的工程集成進(jìn)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(diǎn)的構(gòu)效關(guān)系、量子點(diǎn)電致發(fā)光機(jī)制、高性能無鎘可控合成、量子點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(fèi)24000萬元，其中國撥經(jīng)費(fèi)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(dá)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(jìn)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(jī)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(jī)太陽能電池非輻射復(fù)合損失的新機(jī)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(jī)太陽能電池效率，為下一代高效率有機(jī)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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