新材料“构筑师”李丹：暨南化学学科引领者 | 国华杰出学者

  暨南大学“国华杰出学者奖”是碧桂园集团创始人杨国强先生为奖励在学术科研领域做出突出贡献的暨南大学科研学者而设立的人才专项奖。2021年已评出4位科研学者，李丹、郭团、刘涛和鞠海龙被评为暨南大学国华杰出学者。本学期，暨大校友会将继续推出「国华杰出学者」系列报道，展示国华杰出学者的先进事迹和学术风采，发挥榜样的力量，激励更多暨南人砥砺奋进、开拓创新。

  他，用心萃取化学智慧，以超分子配位构筑空间，以化学键连接调控色彩用绿色新思路搭建化工材料新天地。他是新材料“构筑师”，暨南大学化学与材料学院院长李丹。

李丹

博士、教授

暨南大学化学与材料学院院长

国家杰出青年基金获得者

国家“万人计划”百千万人才工程领军人才

国务院“政府特殊津贴专家”

广东省“劳动模范”

广东省教学名师

英国皇家化学会会士

  新冠肺炎疫情防控常态化下，口罩成为人们的生活必需品。而医用防护口罩和防护服的核心材料是高纯度的聚丙烯，该材料触摸着防疫流水线勃勃跳动的脉搏。

  丙烷裂解生产丙烯是工业界重要的技术路线，然而，这一技术不能直接得到高纯度丙烯。为去除残留丙烷，工业上往往需要消耗大量能源。因此，寻求绿色的丙烯/丙烷分离方案，不但有利于节约能源消耗，而且能够降低污染、减少二氧化碳排放，是未来实现碳达峰、碳中和的重大需求。

  金属-有机框架材料方便设计、剪裁，具有不同孔穴孔道的结构，孔道表面可进行修饰，成为一类备受关注的新型气体分离材料。然而已见报道的金属-有机框架材料气体的吸附/脱附动力学非常缓慢，影响分离效能。如何能通过有效的分子设计，改变孔道的排列或形状，更好地提高分离效率，提高分离气体的纯度呢？

  李丹教授带领的团队在金属-有机框架材料的设计、合成和应用领域，已经耕耘近20年，积累了大量的方法和丰富的经验。经过研究并反复尝试，团队提出了一种全新的分离机制“正交阵列动态筛分”，基于这一创新性新机制，创制了系列全新的金属-有机框架材料。

正交阵列动态筛分机理示意图

  这种材料和常见的串联气流通道相比，精妙之处在于——精准地在通道的侧面，构筑了葫芦状口袋的“气体收集器”，由于超分子作用的柔性，袋口还可松紧。当丙烯和丙烷混合气体在管道中快速扩散时，“集气葫芦口袋”就会选择性地捕获丙烯分子，让丙烷快速流过通道，从而实现最佳的分离效果。实验室数据表明，每公斤的金属-有机框架材料可得到53.5升聚合级纯（99.5 %）的丙烯。

全新的金属-有机框架材料

  2021年7月21日，这项丙烯/丙烷分离领域的突破性进展在国际顶尖学术期刊《自然》刊文，暨南大学化学与材料学院陆伟刚教授和李丹教授研究团队的研究成果《Orthogonal-array dynamic molecular sieving of propylene/propane mixtures》在线发表，暨南大学为唯一完成单位。

论文成果发表于《Nature》

  论文上线发表当晚，英国剑桥大学、美国北得克萨斯州大学的教授就发来邮件表示祝贺，称这一成果为该领域提供了全新的思路和可借鉴的价值；后续，中国、美国和欧洲多地的学术和公共媒体，都做了广泛的报道。

  值得一提的是，这种金属-有机框架材料以暨南大学（JNU）命名，这也是李丹团队创制的第三种以暨南大学命名的金属有机框架材料。李丹希望团队把这类材料打造为“JNU-X”系列，“我们已有了‘JNU-1’‘JNU-2’，加上这次的‘JNU-3’，客观上形成了团队的‘三步走战略’。”论文第一作者，曾恒博士生说。

李丹与团队学生交流

  李丹教授及其团队利用新材料、新思路，研发出一系列低能耗的石化气体纯化技术，实现气体吸附、分离领域的突破性进展。这一绿色方案在能源危机日渐严重的今天，显得尤为珍贵。当然，科研不止眼前的实验室，更要聚焦现实，让成果落地。李丹表示，“目前正在和中国石油等企业、研究院寻求合作，希望该成果能在石油化工、特种气体分离方面得到产业化应用，也为节能减排、疫情防控、医疗卫生等做出贡献。” 

02 笃行十六载  拓展发光新材料应用,登上化学材料顶级综述期刊封面

  2006年，李丹团队以“环三核单元的光致发光功能分子”为研究对象发表他本人在环三核化合物的首篇论文。自此，李丹专注对此类功能材料深耕细作迄今十六载，不断探索基于环三核单元光致发光功能分子体系，拓展其作为新型功能材料的应用领域，成为该材料体系背后的“星推官”。

光致发光在消防标识发光指示牌中得以利用

  “光致发光”顾名思义，就是受到外来光的刺激下，物质吸收能量，受激发后自身发光。某些消防标识发光指示牌利用的正是光致发光现象，它白天时吸收了大量日光，所以不需任何电力即可在黑暗中发光。

  如何能方便地调控发光的颜色呢？李丹教授从画画的调色板得到启示，首次提出反传统Kasha规则的超分子体系的化学调色板（Chemopallette）策略，把不同发光性能的单元，通过化学键、分子弱相互作用等进行有序关联，共同构筑新的发光材料，通过不同外界条件的刺激，达到了对发光材料的发光性能进行调控的目的。

化学调色板策略示意图

  化学调色板策略使超分子配位材料在结构上可设计性更强、在发光颜色上可调变性更丰富，特别可以通过改变分子的微环境或者外界刺激条件，最终达到调控分子材料整体发光功能的目的。研究成果发表后，欧洲《化学视点》以“A Colorful Palette”为题，对化学调色板策略作了亮点评述。

《化学视点》以“A Colorful Palette”为题对化学调色板策略作了亮点评述

  鉴于其卓越贡献，李丹教授获化学材料顶级综述期刊《化学评述》（Chemical Reviews，影响因子达60.622）邀请，结合研究团队10多年的研究成果积累，对铸币金属环三核单元体系的研究历史、进展，从理论到实验，从结构到功能进行了全面的总结，论文于2020年以封面论文发表。

热爱与坚持是科研工作者必须具备的素养。

李丹认为科研工作给人带来的满足感最大，且有两大乐趣：“由国家的研究基金支持开展自己感兴趣的研究，自由探索，取得成就，这是一乐；通过克服研究中的困难，解决了问题得到满足，这又是一乐。”

03 纳才育才励才 带领化材院实现跨越式发展

 2016年，李丹来到暨大任职，作为化学与材料学院的创院院长，他以崭新的身份出现在众人眼前。回忆起建院成立之初，办公人员紧缺，李丹既当领导，又当办事员，白天在行政办公室，晚上在实验室。在他眼里，建院从不是一句口号，而是一步一个脚印，处理好当下，保障稳定才能求得发展。

李丹与化材院领导班子

  等待建院事宜落定，李丹又马不停蹄准备博士点的审批工作。“暨南大学化学学科有着近90年的历史，学院虽然新，但历史积淀丰富，我们要设法引入新的增长点，把学科发展带上快车道。”经过一年多时间的周全准备、申请、评审，2018年3月，化学与材料学院的化学学科新增为一级学科博士学位授权点，实现了暨大几代化学人的夙愿，为学院后续发展注入源源不断的动力源泉。

李丹院长布置新学期工作

 在学科建设上，坚持“内外兼修”的原则。

  对内，提高教师质量，通过引进人才与加强内培双管齐下。2021年，学院培育、引进产生国家海外高层次青年人才1名，青年长江学者1名，海外优秀青年基金获得者2名，与学院原有的“万人计划”领军人才、享受“国务院特殊津贴”专家、科技部“863”计划青年科学家等，一起组成了一支高素质的人才队伍。学院还通过教学心得分享、资深教师课堂教学观摩、设立本科教学院长奖、院内学术沙龙等活动助力教师长足发展。

  2020年，李丹整合学院科研力量，经过多轮的评审，学院获批广东省功能配位超分子材料重点实验室。这一面向国家及广东省的重大战略需求，以超分子设计合成及配位组装行为规律与相关材料功能性质为基本科学研究主体，开展产学研全链条科学与技术研究的省重点实验室，由李丹担任主任。

陈小明、李玉良院士和洪岸副校长为广东省功能配位超分子材料及应用重点实验室启动揭牌

王曦副省长（右二）一行考察指导广东省功能配位超分子材料及应用重点实验室

   对外，则要提高教师知名度，提升学科影响力。“大学是大师，而不是大楼”，李丹深以为然，他认为外界对一个学校学科的认识往往从“人”开始。怎么让以“人”为切入点，让同行认识并认可暨大的化学和材料学科呢？李丹总结为“走出去”和“请进来”。一方面鼓励老师积极参加各种学术会议，通过报告分享展现暨大化材教师的学术实力；另一方面，邀请大量业内专家学者前往学院交流，垂听学习、周听不蔽，才能在新的发展机遇下结出更多的创新研究成果。

   学院先后举办200多场“新化学、新材料”学术论坛或沙龙，邀请内地及香港的中国科学院、中国工程院院士及海内外知名学者来学院讲座，着力营造开放、交叉、创新的学术氛围。李丹还带领学院主动融入大湾区发展建设，与香港、澳门、深圳等地多所学校及海外高校开展交流合作，积极探索解决医疗、能源、新材料中的关键问题。

2017年11月26-28日，“新化学 新材料”高峰论坛举办

在李丹的带领下

化学与材料学院实现了跨越式发展

 2017

获国家自然科学基金重点项目资助；

2018

获批化学一级学科博士点；

2020

获批广东省功能配位超分子材料及应用重点实验室；

主持国家级教改项目，实现零的突破；

2021

化学、材料科学学科在5月公布的泰晤士高等教育第二届中国学科评级中得分均为A-；

获批化学专业、获批国家级一流本科专业应用化学建设点；

在《Nature》上发表论文；

2022

化学、材料科学两个学科的ESI（基本科学指数）目前在全球前3‰的排名以内。截止2022年3月，化学学科ESI全球排名为468位；材料科学学科ESI全球排名为261位；

获国家自然科学基金原创探索计划项目资助。

位于番禺校区的化学与材料学院

04 身正为范，授人以“愉” 赋能学生终身发展

 在李丹看来，在大学育人中，价值塑造是关键一步。在迎接新生的“院长第一课”上，李丹就引导学生树立投身化材事业的使命感、参与团队重大科研任务的荣誉感以及献身国家科研的责任感。此前，网上有不少说传言称化学与材料是“天坑”专业，李丹却说：“‘坑’，对于大多数人来说可能是很大的机会，关键是你如何利用客观条件，掌握知识，提升能力，探索未知。”的确，化学与材料学院教授研制中的新型电池、高分子材料和生物医药材料，所创造的一系列重要成果在抗疫过程中都发挥了极大效用。“在这样的一个学院，在你们面前的这座大楼里面，未来很有可能由于你和你的老师的共同努力，做出让人惊喜的成果。”

李丹为新生上“院长第一课”

希望学生既是脚踏实地的科研人，

也成为仰望星空的生活家。

  在从事教学工作的20多年间，李丹一直是学生们眼中的“精神领袖”，而李丹的实验室，就像学生的休憩驿站，谁有困难、有烦心事，都可以去“充充电”。在团队成员看来，李丹擅长用一两句话熬制出“心灵鸡汤”，点燃大家的热情：“李老师是正能量特别强的一个人，他经常分享自己的经历给我们听，听完后我们精神上总能被鼓舞，感到非常振奋。”在实验不顺时，李丹不仅鼓励大家努力尝试，在硬件设备上也予以全力支持，他就是实验室的定海神针、最强后盾。

李丹指导学生操作

从教30余年来，李丹先后培养毕业10名博士、83名硕士，学生中目前有32人在从事科研和教学相关工作，实现了他把教书育人为师角色的三段总结：先是工作，传授知识；再为职业，提升能力；后成事业，教导做人。

李丹教授科研团队合影

   一位满怀热情的学者投身科研、坚守岗位、温暖周边，都是因为跳动在胸膛里的、燃烧在热血中的那颗咚咚作响的赤子之心。李丹总是将自身所散发的光芒播撒四方，而他的学生正如他所研究的光致发光材料那样，源源不断地吸收能量。在他的身上，我们看到了中国当代学者的新力量、新境界和新智慧。