聚焦导电高分子，持之以恒扬远帆——记扬州大学化学化工学院院长韩杰

肖贞林

自1977年美国科学家艾伦·黑格、艾伦·马克迪尔米德和日本科学家白川英树发现掺杂聚乙炔具有金属导电特性以来，导电高分子这一新兴学科的建立和发展已有40余年，早期有关导电高分子导电机制等基本问题及其在二次电池、传感、电子器件等领域的基础应用研究，极大地促进了导电高分子学科的发展。

近年来，纳米尺度导电高分子功能材料的优异性能引起了人们广泛的关注，从分子水平探究导电高分子的组装机理，在纳米尺度揭示多级结构演变机制，理解各种相互作用的调控，是实现导电高分子材料多功能应用的关键所在。为对这一领域的发展现状有更深入的了解，记者近日专访了扬州大学化学化工学院学院院长韩杰，他的主要工作就围绕上述目标展开。

可以说，走近韩杰和他的科研工作，不仅能够深入了解他正在承担的项目情况，更是对我国导电高分子材料相关学科发展的一次巡礼。而他的科研经历与成长历程，也是我国相关领域科研工作者的写照。

缘起兴趣，深耕导电高分子纳米材料研究

韩杰

2000年诺贝尔化学奖被授予美国科学家艾伦·黑格、艾伦·马克迪尔米德和日本科学家白川英树，以表彰他们有关导电高分子的发现。由于纳米尺度材料的优异特性，对导电高分子纳米材料的控制合成及调控机制研究成为当时导电高分子领域的研究热点之一。2003年，韩杰研究生期间的第一个课题，也是他持续至今的研究兴趣之一，就是有关导电高分子纳米材料的控制合成及功能化。

如今，在这一领域，韩杰早已斩获累累硕果，而一切的缘起还要从他的求学经历说起。

高中时代，韩杰就对化学表现出特别的兴趣。高考时，他的化学科目成绩也是各科目中最优秀的。于是，报志愿时他毫不犹豫地选择了扬州大学的化学师范专业，当时的志向是大学毕业后成为一名中学化学教师。

进入大学校园，系统地学习了化学知识后，韩杰对物理化学尤其是胶体与界面化学产生了浓厚的兴趣，一颗科研的种子就此萌芽。读研！这是韩杰当时第一个念头。奔着这个目标，大学四年级时，韩杰被顺利保送本校研究生，师从胶体与界面化学领域专家郭荣教授。

2003年，当韩杰开启研究生期间的第一个课题时，他的研究思路是试图从胶体与界面化学的角度实现导电高分子纳米材料的控制合成并揭示其调控机制。接下来的日子就是全身心地投入到这个研究课题中，但韩杰却遇到了重重困难，多次实验失败让他陷入情绪低谷。回顾那段经历，韩杰直言：“在我的求学经历中，对我影响最大的是我的研究生导师郭荣教授。研究生生涯前两年里，我经历了多次实验失败，科研一度停滞不前。正是有了导师一直以来的鼓励，才让我有了硕博连读的信心和勇气。”

在导师的鼓励下，在大量的文献调研和实验的积累中，韩杰最终成功发展了导电高分子新颖多级结构的合成方法。2006年，研究生的第三年，韩杰在材料类国际权威期刊Adv. Mater.发表了科研生涯中的第一篇学术论文，硕博连读期间他在该期刊又发表了第二篇研究论文。科研的闸门打开了，成果自此奔流不息。

博士毕业后，韩杰也考虑过出国，但又难以割舍当时的课题，最终决定留校继续开展相关研究。

扬州大学的化学学科拥有博士学位授权点和博士后流动站，是江苏省优势学科，尤其是在胶体与界面化学研究领域具有深厚的积淀。浓厚的科研氛围为研究生的培养和发展奠定了良好的基础，而韩杰所做的课题是一个交叉研究方向，也得到了学校的支持。博士毕业时，他正在尝试将导电高分子与贵金属纳米催化剂相结合，从而构建高效催化体系，已经取得了阶段性的重要进展。毕业留校后，经过一年的持续研究，项目取得重要进展，相关研究成果发表于化学类国际权威期刊JACS上。基于取得的系列研究成果，2009年，韩杰获得了全国优秀博士论文提名，并顺利获批国家自然科学基金青年项目。

2012年，韩杰前往美国加州大学河滨分校做访问学者。“当时的研究课题涉及纳米催化，我从文献中拜读到美国加州大学河滨分校殷亚东教授的研究成果，于是就发邮件联系，对方很快就回复了。”韩杰说，做出这个选择有两方面契机，一方面是学校鼓励和支持年轻教师出国访学，另一方面是他自己也想借此开阔视野、拓展研究方向。

虽然韩杰在美国只待了半年，但前沿的科学研究理念、活跃的学术交流氛围以及高效的课题组管理方式，都对他回国后的发展有很大的帮助。此外，韩杰还结识了一批目前活跃在学术界的优秀青年学者。

通过十几年在导电高分子相关领域的深耕，韩杰在学术上收获颇丰，迄今已经发表SCI论文110余篇，其中第一作者或通讯作者论文90余篇。而他本人也已成长为本领域的专家。

迎接挑战，聚焦纳米催化研究

“科研之路虽然辛苦，极具挑战，但也充满惊喜。每天都有可能面临新问题，但也会有新发现，那种成功的喜悦对从事科研的人来说是极具吸引力的。”韩杰说，支撑他在科研路上钻研的力量源泉，正是这种喜悦与吸引力。

分别准确称取12.5 mg苦杏仁苷与5.0 mg野黑樱苷标准品，甲醇溶解，分别定溶于25 mL、10 mL容量瓶中，即分别得到质量浓度均为500 μg/mL的苦杏仁苷与野黑樱苷甲醇标准储备液，4 ℃储存备用。分别吸取2 mL各标准储备液至不同10 mL容量瓶中，甲醇稀释至刻度，即得100 μg/mL苦杏仁苷标准溶液和100 μg/mL野黑樱苷标准溶液，4 ℃储存备用。

“以我目前的研究课题为例，其中一个是‘导电高分子纳米材料的手性功能和手性催化’。如何实现导电高分子手性功能的非手性途径引入，是具有挑战性的课题。我们课题组基于导电高分子领域十余年的经验积累以及坚持不懈的尝试，才解决了这一问题。”韩杰所说的这个课题，相关研究成果已经发表于化学类国际权威期刊JACS上。

据了解，手性是自然界的基本属性之一，与生命现象密切相关，也显著影响物质的性能。人们对单一手性化合物（如手性医药和农药）及手性功能材料的需求，推动了手性科学的蓬勃发展。而手性催化是产生手性物质的重要途经，相关研究在过去几十年中已经取得了长足的发展，是目前化学学科最为活跃的研究领域之一。

而手性催化剂则是手性催化研究中最核心的科学问题。韩杰介绍，长期以来，手性有机小分子催化受到大家的广泛关注，然而其具有催化计量大、催化活性相对较低、放大和选择性差、成本较高等缺点，极大地阻碍了有机催化的工业化应用。在这种情况下，超分子手性催化成为近年来国内外手性催化研究的热点。将手性超分子组装体应用到催化体系之中，其能够为反应底物提供合适的、空间限域的微环境，进而在提高化学反应的效率以及选择性方面展现出独特的优势。因此，开发高效稳定、环保价廉、结构可控的超分子手性催化剂在手性催化领域具有广泛潜在的应用前景。然而，在超分子层次上获得单一镜像异构体高效和普适的方法，是当前手性催化的研究面临的挑战。

事实上，自2004年开始，韩杰就已经选取导电高分子家族的典型代表聚苯胺，系统深入地研究聚苯胺的聚合机理和组装机制，并在纳米尺度实现多级结构控制，进而实现其在催化等领域的功能化应用。通过对这一领域多年的深耕与钻研，他揭示了聚苯胺多级结构的模板作用机理及组装基元间的相互作用机制，在此基础上实现聚苯胺多级结构的调控及功能化应用；发展了系列具有优异催化性能的聚苯胺-贵金属功能体系，揭示了界面调控机制及协同增效机理，开创了催化新应用。

而基于导电高分子-贵金属超分子手性催化就是韩杰在这一背景下关注的研究内容。

韩杰介绍：“在前期研究中选取的聚苯胺载体材料并不具备超分子手性，因而未能实现聚苯胺-贵金属在手性催化中的应用。”但他在近期的研究工作中，成功构筑了具有光学活性的苯胺低聚体螺旋纳米带和聚苯胺空心螺旋纳米管等多级结构，提出了单一镜像异构体的可控合成途径，揭示了苯胺低聚体和聚苯胺超分子手性的产生机制，并实现了氨基酸外消旋体的立体选择性高效拆分。

此外，韩杰聚焦纳米催化相关研究的，还有在研项目——国家自然科学基金面上项目“壳中核结构纳米催化剂：新型结构设计与催化性能研究”。

“蛋黄-蛋壳结构纳米催化剂已被证明具有独特的优势而被广泛应用于催化反应中，但从催化剂结构来看此类结构材料在催化过程中催化效率和催化剂稳定性仍未得到充分的开发。”针对这一问题，韩杰课题组提出缓解催化剂纳米粒子小粒径和高稳定性这对矛盾的新思路，从催化剂结构设计着手，基于蛋黄-蛋壳结构进一步优化设计合成了一种新型壳中核结构纳米催化剂，实现纳米催化剂的结构优化和催化性能提升。

持之以恒，带领团队实现高质量发展

团队合影

如今，作为扬州大学化学与化工学院的院长，韩杰坦言其面临的最大挑战是——“如何实现学院的高质量发展”。

其实，在担任学院行政职务之前，韩杰绝大部分时间是用在教学科研上的。担任行政职务之后，处理行政事务占据了大部分的工作时间，作为双肩挑人员，合理有效地利用时间显得尤为重要。韩杰担任院长之后，院际学术交流频率较高，特别是跨学科的交流有助于拓宽学术视野。

“我觉得，学科交叉和合作研究，是当今乃至以后很长一段时间内科学研究取得重大突破的重要途径。”韩杰说。

据了解，目前韩杰的研究团队有教师3人，博硕士生近20人。另外两位老师分别负责导电高分子纳米材料的组装机制研究与功能化应用。“对于博士生而言，绝大部分是通过直博士或硕博连读途径入学，因此学制达到5年以上，挑战性比较大的课题会交给他们去做。我们团队会围绕研究领域的核心科学问题开展联合攻关，对于团队老师的研究我一般不过于干涉，他们享有较高的自治权，目前团队合作运行良好。”韩杰期望通过几年的耕耘，团队成员能够得到充分发展，并且能够在这一研究领域形成自己的特色。他透露，未来将带领团队围绕优青基金项目课题开展研究，“希望在导电高分子功能纳米催化剂的构建以及手性催化应用方面取得重要进展”。

在采访的最后，韩杰意味深长地说：“从事科研工作一定要有耐心和耐力。特别是对具有挑战性的课题，取得进展的周期可能会很长，这就需要科研工作者保持定力、持之以恒。”

这不仅是韩杰对自己的要求，更是对团队和学生的期许。在持之以恒的努力下，韩杰和他的团队正在扬起远帆，期望取得更加优异的成绩！