10月24-26日，第三屆Stoddart分子與超分子科學研討會（M3S 2025）在甬江實驗室舉行。這場以諾貝爾獎得主J. Fraser Stoddart教授命名的分子與超分子領域國際學術會議，吸引了包括美國、澳大利亞、德國、西班牙、瑞士等9個國家的百余位高水平學者匯聚甬江之畔，共論未來。
想象一下：當分子不再只是燒瓶里的“化學式”，而是億萬個智慧體，它們能聽從“建筑師”的指令，自我組裝成微型機器、智能材料，甚至是精準靶向癌細胞的藥物。這，就是分子與超分子科學，一門在分子及納米尺度上設計和創(chuàng)造物質的藝術。它正在為我們描繪一個從“自下而上”精密構建的未來。
兩位重量級嘉賓——中國科學院原院長白春禮院士與吉林大學校長、中國科學院院士張希出席大會，并分別作了題為《掃描隧道顯微鏡的演進：以先進技術探索分子結構》和《超分子聚合物化學：可再生材料的創(chuàng)制》的特邀報告。兩位院士高屋建瓴的分享，以深厚的學術積淀與寬廣的國際視野，為與會青年學者帶來了深刻的啟發(fā)與寶貴的科研指引。
中國科學院原院長白春禮院士
吉林大學校長、中國科學院院士張希
三天里，六十多場前沿報告密集呈現(xiàn)，以“分子與超分子材料科學”為核心主題，圍繞有機材料及超分子材料的基礎與應用拓展、新型有機功能分子的合成與應用、超分子自組裝，以及功能多孔材料等領域全面展開。
這些前沿探索究竟將如何重塑我們的世界？一起來看看——
讓材料會思考，讓藥物更精準
當可控的微觀分子運動，被放大成肉眼可見的宏觀響應，材料便擁有了“智能”。
浙江大學黃飛鶴教授團隊，如同一群高超的“馴獸師”，他們將具有動態(tài)特性的分子機器嵌入高分子鏈，成功“馴服”了這些微小的運動單元，使它們能協(xié)同作用，讓整塊材料對外界刺激做出反應，為智能穿戴、軟體機器人等領域帶來了無限可能。而當藥物裝上了“分子導航”，它便能更精準地抵達病灶。
中國科學院上海有機化學研究所的黎占亭研究員，則是一位構筑“分子膠囊”的大師。他利用葫蘆脲等主體分子，將抗癌藥物精準封裝，不僅能護送藥物直達腫瘤細胞內(nèi)部，還能在需要時作為“解藥”中和麻醉劑的效用，實現(xiàn)了“長效麻醉”與“瞬間喚醒”的精準調(diào)控提供了全新策略，讓治療過程更安全、更高效。
構筑下一代光電世界的“積木”
我們口袋里的手機屏幕、未來的量子計算機，其性能的飛躍都依賴于一代代新材料的誕生。
新加坡國立大學吳繼善教授，致力于在原子尺度上構筑擁有特定拓撲結構的“碳納米分子”。這些“分子籠”或“互鎖環(huán)”，其獨特的三維結構賦予了它們奇異的芳香性和自旋特性，為科學家探索下一代信息存儲與處理技術打開了新的大門。
深圳大學的鄒洋教授專注于為OLED屏幕尋找更純凈、更高效的發(fā)光源。他領導的團隊設計了一系列基于硼元素的“多重共振”發(fā)光材料，這類材料能發(fā)出光譜極窄的純色光，同時保持近乎100%的光電轉換效率，這意味著未來的顯示屏將擁有更鮮艷的色彩和更低的能耗。
合成這些新材料的過程，本身也在不斷革新。甬江實驗室方磊研究員挑戰(zhàn)的是被譽為高分子化學“夢想分子”的“梯狀聚合物”。這種擁有雙股骨架的剛性分子，性能超凡但合成極難。
方磊團隊的突破，為制備下一代高性能有機半導體材料鋪平了道路。而甬江實驗室郭子豪研究員，也在另辟蹊徑，利用廉價的元素硫作為原料試劑，開發(fā)出一種極其綠色、經(jīng)濟的合成路線，有望大幅降低共軛聚合物的生產(chǎn)成本，推動其規(guī)?；瘧?。
師法自然：分子世界的“建筑藝術”
生命本身，就是最偉大的超分子自組裝奇跡?？茖W家們正努力師法自然，引導分子搭建起復雜的有序結構。
澳大利亞天體生物學中心主任、新南威爾士大學副教授Albert C. Fahrenbach正在探索生命起源的奧秘。他巧妙運用動態(tài)共價化學，讓RNA分子在熱力學驅動下自發(fā)組裝成精密的“發(fā)夾”結構，成功率高達61%。更令人驚嘆的是，不同的RNA體系能夠“自我識別”，各自精準配對而互不干擾。這一突破為生命起源早期基因組的演化研究提供了重要線索，同時也為功能性RNA的模塊化合成開辟了新路徑。
西湖大學的付海林研究員發(fā)現(xiàn)，在實驗室的燒瓶中，合成的超分子聚合物也能像生物體內(nèi)的蛋白質一樣，發(fā)生“液-液相分離”，自發(fā)形成從微米到厘米尺度的有序液滴。這一發(fā)現(xiàn)，為我們模擬生命過程、構建具有復雜層級結構的仿生材料提供了全新思路。
香港大學助理教授陳瀟楊團隊從DNA雙螺旋中獲得靈感。他們利用金屬離子作為“別針”，將常見的環(huán)糊精分子“編織”成了具有精確螺旋結構的納米通道，未來有望用于高效的分子篩分和不對稱催化。
華東師范大學史學亮教授則開發(fā)出一種新穎的“動態(tài)搭扣”——基于自由基的動態(tài)共價鍵。利用這種可逆的化學鍵，他的團隊不僅能讓分子“社會性”地自我分類、精準組裝，還能制造出對溫度和壓力極為敏感的智能材料。
“分子海綿”：多孔材料的奇妙世界
在解決能源存儲、催化和環(huán)境分離等重大挑戰(zhàn)中，具有規(guī)整孔道和高比表面積的多孔材料發(fā)揮著關鍵作用?？茖W家們正致力于設計這些“分子海綿”，讓它們能夠精準地篩選、存儲和轉化各種分子。
武漢大學汪成教授將目光投向了三維共價有機框架（3D COFs）這一前沿領域。相較于研究更為成熟的2D COFs，3D COFs擁有更豐富的開放位點和層級孔結構，在氣體吸附和催化方面潛力巨大。面對合成困難、結構表征復雜等挑戰(zhàn)，汪成團隊已取得重要進展，為推動3D COFs從實驗室走向應用奠定了堅實基礎。
瑞士弗里堡大學Ali Coskun教授則將超分子化學的智慧應用到了下一代鋰離子電池的開發(fā)中。硅負極、鋰金屬負極和硫正極等高能量密度電極材料，雖然理論容量極高，但都面臨著體積膨脹、枝晶生長、多硫化物穿梭等嚴重問題。Coskun教授創(chuàng)新性地利用輪烷、超分子聚合物網(wǎng)絡等機械互鎖結構，在分子層面精準設計電極界面，不僅有效提升了電池性能與安全性，還為廢舊電池中金屬的回收利用提供了新方案。
讓科研跑得更快，然后呢？
除了創(chuàng)造新物質，科學家們同樣在思考如何革新“創(chuàng)造”的過程本身。會議現(xiàn)場，許多專家將目光投向了這一根本性問題：我們能否加速發(fā)現(xiàn)的進程，甚至革新研究的范式，讓科學家跑得更快、看得更深？
中國科學院上海有機化學研究所李霄鵬研究員，將人類觀察物質世界的眼睛，推向了新的極限。他將質譜技術與離子軟著陸結合，解決了超高真空環(huán)境下樣品制備的難題。同時，利用掃描隧道顯微鏡與同步輻射光源的結合，成功實現(xiàn)了對樣品的成像及其中單個金屬原子的“化學指紋”識別，這意味著，科學家能夠更加清楚地“看見”單個原子并確切“知道”它是什么。
甬江實驗室溫正慧研究員，要為化學家配備了一位不知疲倦的“AI助手”。他試圖打造一個由人工智能驅動的自動化實驗平臺，該平臺能自主優(yōu)化反應條件、并進行規(guī)?；a(chǎn)，將原本耗時數(shù)月甚至數(shù)年的研發(fā)流程，縮短到以天為單位，極大地加速了新材料、新藥物的發(fā)現(xiàn)進程。
然而，即便新材料的發(fā)現(xiàn)速度被極致提升，從實驗室的“0到1”到市場應用的“1到N”之間，仍橫亙著巨大的鴻溝。來自產(chǎn)業(yè)界的王晨旭博士直指這一核心挑戰(zhàn)。他指出，即便是那些曾被視為“創(chuàng)新引擎”的國際化工巨頭，如今其研發(fā)重心也已普遍轉向短期應用開發(fā)。這留下了一個關鍵問題：當企業(yè)不再為未來奠基科技之石，誰來承接基礎創(chuàng)新的歷史使命？頂尖高校與新型研發(fā)機構能否真正承擔起這一重任？是一個需要大家深思的時代課題。
為鼓勵年輕人的創(chuàng)新研究，大會還特別設立了學術墻報展示環(huán)節(jié)。經(jīng)過評選，6位青年學者榮獲本屆Stoddart分子與超分子科學研討會“最佳墻報獎”。
大會雖已落幕，但“分子”間的化學反應才剛剛開始。
“我們深信，科學的繁榮源于開放的交流與合作，偉大的發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)造，從來都不是在孤島上誕生的?！北緦醚杏憰鬓k方、甬江實驗室主任崔平向海內(nèi)外科學家發(fā)出誠摯邀請，歡迎一切有利于科學進步與價值創(chuàng)造的開放合作。這份開放的姿態(tài)，也正是分子科學的終極魅力所在：于細微處見精神，于無形中創(chuàng)未來。
新聞多一點
第三屆Stoddart分子與超分子科學研討會期間，舉行了2025年度“Stoddart科學基金化學家獎”頒獎儀式。吉林大學校長、中國科學院院士張希憑借其在超分子化學領域的卓越貢獻獲此殊榮，中國科學院原院長白春禮院士為其頒獎。
Stoddart科學基金化學家獎，是超分子化學領域的國際重要獎項，旨在表彰在該及相關交叉學科中取得杰出成就并做出卓越貢獻的頂尖科學家。該獎項面向全球，每年通過匿名提名和民主投票的方式，評選出一位55歲以上的獲獎者，以確保其權威性與公正性。
此前，2024年度和2023年度的該獎項得主分別是英國皇家科學院院士David Leigh和美國科學院院士、中國科學院外籍院士Jonathan Sessler。