文/吳星鐸 閆彩萍
2017年9月1日上午,西北工業大學迎來了兩位世界頂級高分子和先進材料領域人才——美國卡內基梅隆大學克日什托夫·馬蒂亞謝夫斯基(Krzysztof Matyjaszewski)院士與卡內基梅隆大學顛覆性健康技術研究所負責人艾倫·拉塞爾(Alan Russell)教授,受聘儀式上,西工大常務副校長黃維院士為兩位教授頒發聘書、佩戴校徽,幾位中美人才的手緊緊地握在了一起。
“我非常榮幸成為西工大的一員。此次在西工大遇到了自己學生培養出的學生,我相信未來他的團隊會越來越壯大。”克日什托夫·馬蒂亞謝夫斯基教授不無感慨地說道:“當今的醫藥行業正在革新,為了實現醫學研究院的發展,還需要西工大、卡內基梅隆大學和我的團隊三方協作,不斷拓寬未來合作領域。”據悉,兩位教授將在西安領銜創建西安生物醫學材料與工程研究院(IBME)。
克日什托夫·馬蒂亞謝夫斯基院士是波蘭裔美國專家,不僅供職于美國卡內基梅隆大學和美國國家工程院,也是俄羅斯科學院、波蘭科學院的外籍院士,曾兩次獲得諾貝爾獎提名,在國際同行中久負盛名。同時,他也是世界上論文引用率最高的前十位化學家之一,論文總引用次數超過8.7萬次;由他發現與普及的原子轉移自由基聚合(ATRP)技術,徹底革新了高分子的合成方式,成為當今高分子研究的主流方向之一。
2002年,由國際純粹與應用化學聯合會(International Union of Pure and Applied Chemistry,IUPAC)主持的世界高分子大會在北京召開。這場三年一度的世界最高級別高分子學術活動是在我國首次舉辦,那是克日什托夫首次來到中國這個古老的國度。美麗而神秘的中國城市,在他心中留下了深刻的印象。
“當時我在中國游覽了廣州、桂林和西安等幾座城市。尤其是西安古都,秦陵兵馬俑十分攝人心魄。”盡管名勝古跡美不勝收,善于觀察的克日什托夫還是捕捉到了21世紀初中國的獨特景觀。“路上大量的自行車成了這座城市吸人眼球的獨特風景線,那是當年中國的標志。15年后,這座城市已經發生了很大變化,我作為這一變化的見證者,也覺得趣味十足。”
隨著人才強國戰略的實施,中國的科研名城如雨后春筍,談及最終落戶西安的原因,克日什托夫笑答:“西北工業大學常務副校長黃維是我的老朋友了。他原先在新加坡,后來到了復旦,從那時起我們就有了聯系。”對于這一位成就卓著的中國同行,克日什托夫毫不掩飾自己的敬佩之心,“我覺得他有一種非凡的技能,能夠招賢納士,發掘出有意思的科研話題,并且有能力吸納研究資金。要做到這些,你必須有寬廣的視野,懷抱使命感做事。”
幾年前,黃維任職于南京工業大學。自那時起,克日什托夫與黃維便開始了創立西安生物醫學材料與工程研究院的合作設想。
“與世界很多國家相比,中國的科技發展十分迅猛,這是基于中國政府和領導階層的眼光,他們意識到,中國很多潛在問題能夠通過建設更高層次教育和更深入的科技發展來解決的。”西安市委市政府求賢若渴、真誠務實,讓他和同事備受感染。克日什托夫稱,中國政府的長遠眼光,令很多美國和歐洲的同事都心生羨慕,他們由此堅信“在這里能創造未來”。

克日什托夫·馬蒂亞謝夫斯基院士
現在的克日什托夫,早已不把自己當作一位簡單的游客,而是西安這座城市的一分子。他時常以城市建設者的身份叩問自己:“我是一位科學家,我需要問的是,自己應該怎樣與同事合作,才能為這座城市的環境做貢獻。”
2018年1月8日下午,接受采訪之前,克日什托夫在西工大國際會議中心為大家帶來了ATRP技術的學術報告,吸引了每一位在場學者的目光。克日什托夫詳細闡述了原子轉移自由基聚合(ATRP)的關鍵技術,并講解了如何通過ATRP技術實現高分子材料性能的多樣化。
克日什托夫與ATRP的故事,夾雜著攻堅克難的痛苦與靈感乍現的喜悅。
1995年,克日什托夫擔任卡內基梅隆大學的自然科學教授。同年,他與他的博士后王錦山經過艱苦卓絕的研究,終于發現了ATRP新化學反應和新活性聚合技術。
“當我還在波蘭讀研究生時,就萌發了這方面的設想。”克日什托夫教授回憶起了自己與ATRP的最初交集。當時,他在研究生階段的研究受到了美國海軍的資助。“后來,美國海軍表示喪失了這方面的興趣,要求我轉換研究取向。我需要被迫想一些不同尋常的乃至瘋狂的想法。”然而,正是這次被迫作出的轉向,成了ATRP研究的起點。“在中國,很多人在某項研究中堅持許久,但有時候轉變思路或許是個不錯的選擇。”談起自己最初的心路歷程,克日什托夫感觸頗深。
那么,對于普通讀者和科技愛好者而言,怎樣普及ATRP,才足夠淺顯易懂呢?
“要真正了解ATRP,首先要知道什么是聚合物。”克日什托夫饒有興致地用通俗的比喻來解釋自己的研究,“聚合物就像一個很長的‘項鏈’,它具有很多不同的特性,就像意大利面一樣。它的第一個特性是可延展性,因為它極具彈性;同時它的形態又取決于溫度。”
克日什托夫解釋道,有些聚合物是可以自我修復和自愈的。在適當的范圍內,人們可以控制分子架構,這些分子有的是環狀、星狀、蜂巢狀,不同形狀的聚合物具有不同的特性。為了實現這種控制,就需要活體聚合反應。“此前,聚合物是完全不受引導和不可控的,這些微粒能夠瞬時瘋狂地‘互相殘殺’。我們的工作就是來‘告訴’這些微粒:停止互相殘殺,相反,你們要共生共存。”
克日什托夫回到了項鏈這個類比。“此前,這些由分子構成的‘項鏈’是在不到一秒之內形成的,微粒瞬時進入,像‘子彈’一樣逐個擊潰;而我們要在毫秒內減緩‘子彈’的攻擊過程,捕捉到它們,用合適的方案一個接一個將其安置到原有的鏈條上去。”為了實現這一捕捉過程,新的活性聚合反應——原子轉移自由基聚合就應運而生了。
對于ATRP的成果轉化,克日什托夫表現出了十足的信心。“每一位化學家或科學家的夢想,都是將研究付諸實踐。我們不僅僅是要寫出幾篇論文,更要把紙上的結論轉化成澤被社會、造福大眾的有用的成果。”此前,他已積極推廣原子轉移自由基聚合的工業化進程,超過50家公司成為他主辦的ATRP/CRP聯合會會員,目前已有15項專利產品在美國、日本、澳大利亞等國家和地區推廣應用,形成了相當規模的產業。
西安生物醫學材料與工程研究院(IBME)的創設,無疑彰顯著這座古都對創新的向往和突破瓶頸的勇氣。它的科技帶頭人克日什托夫教授,對這座城市的未來充滿了憧憬。“未來的西安市,不僅會是一座歷史文化名城,更是一座以新材料、生物醫藥技術、智能材料等具有超高附加值的產業為驅動力的智慧城市。”
克日什托夫認為,暫時的落后有時是一件好事,因為這樣更能看到自身的不足,看到其他人的長處,從而取長補短。在將來的某個時刻,就能占領先機。“西安就是這樣的一座城市,它曾一度落后,但它并未陷入僵局,而是在反思過往發展中的錯誤做法。如今,西安發展仍需要來自政府的承諾與支持,更重要的是要找到自身的獨特優勢所在,如何引入更多人才。”
IBME擬通過5—10年的建設,發展成為國際化學、生物及材料領域首屈一指的研究機構,將通過研究原子轉移自由基聚合技術(ATRP)和可控自由基聚合技術在世界范圍內對生物學的發展產生影響。IBME還將在西安市設立人類細胞治療中心,致力于基于循證的細胞整形應用,并與世界上其他人類細胞治療中心建立伙伴關系,如此一來,西安市將成為可再生醫學研究和成果轉化的主要陣地。
對于這座城市的長遠發展,克日什托夫也有著自己的看法和建議。“五年后,IBME可能會成為一個含有300多名研究員的大型研究組。但它的發展不可一味求快,300多名員工不能一年內就匆匆促成,而是要通過漸進式的發展,不斷吸引更多優秀的研究生、博士生、博士后,一方面吸引更多的教職人員,更為重要的是,送更多的人員出外發展,然后將尖端的科技成果帶回西安。”
“我喜歡辣一些的食物,因此成都的菌菇火鍋十分合我的口味。我還很喜歡西安的美食、面類,百吃不厭。西安仍然不是一個大都市,很多酒店還沒有英語交流的資源,我不得不好好學習中文。”克日什托夫表達了自己對于中文的小小困擾。
熱愛旅游的克日什托夫,常常奔波于西歐、中國、美國之間。盡管學術與政務繁忙,他仍然經常抽出時間,看望三個孫輩和妻子。“每年的圣誕節和新年,我們都會相聚佛羅里達州,暢游迪士尼樂園。看到孩子們不斷成長和學習,于我而言是一件非常快樂的事情。”克日什托夫熱心好學的孫輩,是他快樂的源泉。
滑雪是這位化學家一項長久的愛好。當問及是否會在中國延續這一愛好,教授笑言:“希望中國的滑雪場不會太擁擠,因為不幸的是,中國的很多好去處都是人山人海。”
這位馳騁中西的科學家,對兩地青年學者的發展始終抱有著無限熱情與關注。“首先,年輕人一定要對自己的研究滿懷熱忱;其次,要心胸寬廣,不能固執己見,而是要不斷拓寬自己的研究思路。要時常想怎樣協助他人,怎樣與他人一同攻堅克難。永遠不要害怕直面困難。”克日什托夫用自己的實踐行動,彰顯了一位科學家應有的學術勇氣和研究素養,“永遠不要滿足于以簡單的方案解決問題,而是應勇于嘗試宏大的課題,不斷提出有意義的設想。”(感謝西北工業大學國際合作處、海龍國際教育創新研究院以及李崗對此次采訪的支持)