聚焦導電高分子，持之以恒揚遠帆
——記揚州大學化學化工學院院長韓杰

肖貞林

自1977年美國科學家艾倫·黑格、艾倫·馬克迪爾米德和日本科學家白川英樹發現摻雜聚乙炔具有金屬導電特性以來，導電高分子這一新興學科的建立和發展已有40余年，早期有關導電高分子導電機制等基本問題及其在二次電池、傳感、電子器件等領域的基礎應用研究，極大地促進了導電高分子學科的發展。

近年來，納米尺度導電高分子功能材料的優異性能引起了人們廣泛的關注，從分子水平探究導電高分子的組裝機理，在納米尺度揭示多級結構演變機制，理解各種相互作用的調控，是實現導電高分子材料多功能應用的關鍵所在。為對這一領域的發展現狀有更深入的了解，記者近日專訪了揚州大學化學化工學院學院院長韓杰，他的主要工作就圍繞上述目標展開。

可以說，走近韓杰和他的科研工作，不僅能夠深入了解他正在承擔的項目情況，更是對我國導電高分子材料相關學科發展的一次巡禮。而他的科研經歷與成長歷程，也是我國相關領域科研工作者的寫照。

緣起興趣，深耕導電高分子納米材料研究

韓杰

2000年諾貝爾化學獎被授予美國科學家艾倫·黑格、艾倫·馬克迪爾米德和日本科學家白川英樹，以表彰他們有關導電高分子的發現。由于納米尺度材料的優異特性，對導電高分子納米材料的控制合成及調控機制研究成為當時導電高分子領域的研究熱點之一。2003年，韓杰研究生期間的第一個課題，也是他持續至今的研究興趣之一，就是有關導電高分子納米材料的控制合成及功能化。

如今，在這一領域，韓杰早已斬獲累累碩果，而一切的緣起還要從他的求學經歷說起。

高中時代，韓杰就對化學表現出特別的興趣。高考時，他的化學科目成績也是各科目中最優秀的。于是，報志愿時他毫不猶豫地選擇了揚州大學的化學師范專業，當時的志向是大學畢業后成為一名中學化學教師。

進入大學校園，系統地學習了化學知識后，韓杰對物理化學尤其是膠體與界面化學產生了濃厚的興趣，一顆科研的種子就此萌芽。讀研！這是韓杰當時第一個念頭。奔著這個目標，大學四年級時，韓杰被順利保送本校研究生，師從膠體與界面化學領域專家郭榮教授。

2003年，當韓杰開啟研究生期間的第一個課題時，他的研究思路是試圖從膠體與界面化學的角度實現導電高分子納米材料的控制合成并揭示其調控機制。接下來的日子就是全身心地投入到這個研究課題中，但韓杰卻遇到了重重困難，多次實驗失敗讓他陷入情緒低谷。回顧那段經歷，韓杰直言：“在我的求學經歷中，對我影響最大的是我的研究生導師郭榮教授。研究生生涯前兩年里，我經歷了多次實驗失敗，科研一度停滯不前。正是有了導師一直以來的鼓勵，才讓我有了碩博連讀的信心和勇氣。”

在導師的鼓勵下，在大量的文獻調研和實驗的積累中，韓杰最終成功發展了導電高分子新穎多級結構的合成方法。2006年，研究生的第三年，韓杰在材料類國際權威期刊Adv. Mater.發表了科研生涯中的第一篇學術論文，碩博連讀期間他在該期刊又發表了第二篇研究論文。科研的閘門打開了，成果自此奔流不息。

博士畢業后，韓杰也考慮過出國，但又難以割舍當時的課題，最終決定留校繼續開展相關研究。

揚州大學的化學學科擁有博士學位授權點和博士后流動站，是江蘇省優勢學科，尤其是在膠體與界面化學研究領域具有深厚的積淀。濃厚的科研氛圍為研究生的培養和發展奠定了良好的基礎，而韓杰所做的課題是一個交叉研究方向，也得到了學校的支持。博士畢業時，他正在嘗試將導電高分子與貴金屬納米催化劑相結合，從而構建高效催化體系，已經取得了階段性的重要進展。畢業留校后，經過一年的持續研究，項目取得重要進展，相關研究成果發表于化學類國際權威期刊JACS上。基于取得的系列研究成果，2009年，韓杰獲得了全國優秀博士論文提名，并順利獲批國家自然科學基金青年項目。

2012年，韓杰前往美國加州大學河濱分校做訪問學者。“當時的研究課題涉及納米催化，我從文獻中拜讀到美國加州大學河濱分校殷亞東教授的研究成果，于是就發郵件聯系，對方很快就回復了。”韓杰說，做出這個選擇有兩方面契機，一方面是學校鼓勵和支持年輕教師出國訪學，另一方面是他自己也想借此開闊視野、拓展研究方向。

雖然韓杰在美國只待了半年，但前沿的科學研究理念、活躍的學術交流氛圍以及高效的課題組管理方式，都對他回國后的發展有很大的幫助。此外，韓杰還結識了一批目前活躍在學術界的優秀青年學者。

通過十幾年在導電高分子相關領域的深耕，韓杰在學術上收獲頗豐，迄今已經發表SCI論文110余篇，其中第一作者或通訊作者論文90余篇。而他本人也已成長為本領域的專家。

迎接挑戰，聚焦納米催化研究

“科研之路雖然辛苦，極具挑戰，但也充滿驚喜。每天都有可能面臨新問題，但也會有新發現，那種成功的喜悅對從事科研的人來說是極具吸引力的。”韓杰說，支撐他在科研路上鉆研的力量源泉，正是這種喜悅與吸引力。

分別準確稱取12.5 mg苦杏仁苷與5.0 mg野黑櫻苷標準品，甲醇溶解，分別定溶于25 mL、10 mL容量瓶中，即分別得到質量濃度均為500 μg/mL的苦杏仁苷與野黑櫻苷甲醇標準儲備液，4 ℃儲存備用。分別吸取2 mL各標準儲備液至不同10 mL容量瓶中，甲醇稀釋至刻度，即得100 μg/mL苦杏仁苷標準溶液和100 μg/mL野黑櫻苷標準溶液，4 ℃儲存備用。

“以我目前的研究課題為例，其中一個是‘導電高分子納米材料的手性功能和手性催化’。如何實現導電高分子手性功能的非手性途徑引入，是具有挑戰性的課題。我們課題組基于導電高分子領域十余年的經驗積累以及堅持不懈的嘗試，才解決了這一問題。”韓杰所說的這個課題，相關研究成果已經發表于化學類國際權威期刊JACS上。

據了解，手性是自然界的基本屬性之一，與生命現象密切相關，也顯著影響物質的性能。人們對單一手性化合物（如手性醫藥和農藥）及手性功能材料的需求，推動了手性科學的蓬勃發展。而手性催化是產生手性物質的重要途經，相關研究在過去幾十年中已經取得了長足的發展，是目前化學學科最為活躍的研究領域之一。

而手性催化劑則是手性催化研究中最核心的科學問題。韓杰介紹，長期以來，手性有機小分子催化受到大家的廣泛關注，然而其具有催化計量大、催化活性相對較低、放大和選擇性差、成本較高等缺點，極大地阻礙了有機催化的工業化應用。在這種情況下，超分子手性催化成為近年來國內外手性催化研究的熱點。將手性超分子組裝體應用到催化體系之中，其能夠為反應底物提供合適的、空間限域的微環境，進而在提高化學反應的效率以及選擇性方面展現出獨特的優勢。因此，開發高效穩定、環保價廉、結構可控的超分子手性催化劑在手性催化領域具有廣泛潛在的應用前景。然而，在超分子層次上獲得單一鏡像異構體高效和普適的方法，是當前手性催化的研究面臨的挑戰。

事實上，自2004年開始，韓杰就已經選取導電高分子家族的典型代表聚苯胺，系統深入地研究聚苯胺的聚合機理和組裝機制，并在納米尺度實現多級結構控制，進而實現其在催化等領域的功能化應用。通過對這一領域多年的深耕與鉆研，他揭示了聚苯胺多級結構的模板作用機理及組裝基元間的相互作用機制，在此基礎上實現聚苯胺多級結構的調控及功能化應用；發展了系列具有優異催化性能的聚苯胺-貴金屬功能體系，揭示了界面調控機制及協同增效機理，開創了催化新應用。

而基于導電高分子-貴金屬超分子手性催化就是韓杰在這一背景下關注的研究內容。

韓杰介紹：“在前期研究中選取的聚苯胺載體材料并不具備超分子手性，因而未能實現聚苯胺-貴金屬在手性催化中的應用。”但他在近期的研究工作中，成功構筑了具有光學活性的苯胺低聚體螺旋納米帶和聚苯胺空心螺旋納米管等多級結構，提出了單一鏡像異構體的可控合成途徑，揭示了苯胺低聚體和聚苯胺超分子手性的產生機制，并實現了氨基酸外消旋體的立體選擇性高效拆分。

此外，韓杰聚焦納米催化相關研究的，還有在研項目——國家自然科學基金面上項目“殼中核結構納米催化劑：新型結構設計與催化性能研究”。

“蛋黃-蛋殼結構納米催化劑已被證明具有獨特的優勢而被廣泛應用于催化反應中，但從催化劑結構來看此類結構材料在催化過程中催化效率和催化劑穩定性仍未得到充分的開發。”針對這一問題，韓杰課題組提出緩解催化劑納米粒子小粒徑和高穩定性這對矛盾的新思路，從催化劑結構設計著手，基于蛋黃-蛋殼結構進一步優化設計合成了一種新型殼中核結構納米催化劑，實現納米催化劑的結構優化和催化性能提升。

持之以恒，帶領團隊實現高質量發展

團隊合影

如今，作為揚州大學化學與化工學院的院長，韓杰坦言其面臨的最大挑戰是——“如何實現學院的高質量發展”。

其實，在擔任學院行政職務之前，韓杰絕大部分時間是用在教學科研上的。擔任行政職務之后，處理行政事務占據了大部分的工作時間，作為雙肩挑人員，合理有效地利用時間顯得尤為重要。韓杰擔任院長之后，院際學術交流頻率較高，特別是跨學科的交流有助于拓寬學術視野。

“我覺得，學科交叉和合作研究，是當今乃至以后很長一段時間內科學研究取得重大突破的重要途徑。”韓杰說。

據了解，目前韓杰的研究團隊有教師3人，博碩士生近20人。另外兩位老師分別負責導電高分子納米材料的組裝機制研究與功能化應用。“對于博士生而言，絕大部分是通過直博士或碩博連讀途徑入學，因此學制達到5年以上，挑戰性比較大的課題會交給他們去做。我們團隊會圍繞研究領域的核心科學問題開展聯合攻關，對于團隊老師的研究我一般不過于干涉，他們享有較高的自治權，目前團隊合作運行良好。”韓杰期望通過幾年的耕耘，團隊成員能夠得到充分發展，并且能夠在這一研究領域形成自己的特色。他透露，未來將帶領團隊圍繞優青基金項目課題開展研究，“希望在導電高分子功能納米催化劑的構建以及手性催化應用方面取得重要進展”。

在采訪的最后，韓杰意味深長地說：“從事科研工作一定要有耐心和耐力。特別是對具有挑戰性的課題，取得進展的周期可能會很長，這就需要科研工作者保持定力、持之以恒。”

這不僅是韓杰對自己的要求，更是對團隊和學生的期許。在持之以恒的努力下，韓杰和他的團隊正在揚起遠帆，期望取得更加優異的成績！