卿凤翎(有机氟化学与含氟材料)院士|我国“卿氟化反应”的开拓者与高性能国防氟材料研制先驱
一. 基础信息概览
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姓名:卿凤翎(Fengling Qing)
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生卒年月: 年 月出生于湖南省新邵县
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所属学部:中国科学院化学部
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当选年份: 年当选为中国科学院院士
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主要研究领域:有机氟化学、氟化与氟烷基化反应方法学、含氟功能分子设计、高性能有机含氟材料(如耐低温氟醚橡胶、氟溴醚油等)、先进氟氮材料
二. 核心学术贡献
1. 研究方向
卿凤翎院士长期致力于有机氟化学基础研究及高性能有机氟材料研制。他聚焦于攻克传统含氟基团(尤其是三氟甲基 与三氟甲硫基 )引入有机分子时面临的反应条件苛刻、试剂成本昂贵、官能团兼容性差等化学活性控制瓶颈,提出了“氧化氟烷基化”这一有机合成化学新概念。同时,他紧密围绕我国在航空航天、惯性导航、高端密封等战略前沿领域对特种含氟高分子及工作液体的卡脖子重大需求展开攻关,在国际上独树一帜地将有机氟方法学源头创新与特种氟材料规模化制备完美融合,打通了从基础试剂创制到国家重大装备工程应用的闭环。
2. 标志性成果
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首次提出并实现“氧化三氟甲基化和三氟甲硫基化反应”(即“卿氟化反应”,国家自然科学奖二等奖成果):鉴于氟原子的强电负性和高脂溶性特征,向有机大分子中引入含氟官能团能大幅优化其在医药、农药及材料中的理化性质(目前国际上约 的农药及大量重要上市药物均为含氟活性体)。几十年来,学术界一直缺乏在温和条件下高选择性引入三氟甲基的高效普适方法。卿凤翎在国际上首次提出了“氧化三氟甲基化反应”的全新科学思想:即在氧化剂和过渡金属协同催化下,使原本充当亲核源的亲核三氟甲基化试剂,与各种亲核底物直接发生氧化交叉偶联反应,这从根本上绕开了制备和应用极不稳定的亲电三氟甲基化试剂的学术瓶颈。他陆续开发出一系列氧化三氟甲基化、氧化三氟甲硫基、氧化二氟亚甲基化及相关烯烃双官能团化反应,这一系列原创性的氟化新方法被国际同行广泛命名为 “卿氟化反应(Qing Fluorination)”,引领并主导了国际氟化学方法学的发展。该成果项目“氧化氟烷基化反应”荣获了 年度国家自然科学奖二等奖(第一完成人)。
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创制全新分子结构的“氟溴醚油”解决惯性导航陀螺仪悬浮介质急需(国防重大应用成果):针对国防重大装备及战略核武器惯性导航系统用陀螺仪关键工作液体的需求,传统的含氟悬浮液极难兼顾极低冰点和超高密度、高黏度相妥协的双重热物理特性。卿凤翎基于长期的氟化与聚合理论沉淀,设计并合成出具有全新独特结构的“氟溴醚油”(工作悬浮介质)。该系列聚合物分子解决了低凝固点与高稳定性、高密度等参数在流体介质中的经典矛盾关系。其研制出的低凝固点高稳定“氟溴醚油”性能优越,已成功替代进口,规模化装机应用于我国多项重点武器装备型号中,有力支撑了我国航天国防等高新技术产业的相关保障。该方向成果荣获了 年度军队科学技术进步奖一等奖(第一完成人)。
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攻克耐低温高性能氟醚橡胶研制关键技术(打破国外垄断):氟醚橡胶由于具有极高的热稳定性和耐化学介质侵蚀特征,是国防、半导体制造、高端精密化工等领域在苛刻工况下的核心密封材料,但其制备单体和可控聚合技术曾被国外跨国巨头绝对垄断并对我国封锁。卿凤翎带领科研队伍攻坚克难,在关键共聚单体(全氟烯醚单体、含氟硫化点单体)和专用配合剂的分子构型及催化转化上取得系统突破,实现了高分子含氟单体的精密聚合和工程化放大。团队成功研发出耐低温的偏氟醚橡胶和液体全氟聚醚橡胶,产品满足了我国高新技术产业装备在极寒及极端腐蚀状态下的可靠性密封要求。
3. 学术地位与影响
卿凤翎院士是国际上在有机氟化学及特种高性能含氟新材料领域享有崇高国际话语权的领军学者之一。他不仅凭借“卿氟化反应”打破了国际有机合成界对传统反应物配位模式的思维定势,更是我国实现战略含氟特种高分子材料“自给自足、自主可控”的先驱力量。他至今已在国内外重要学术期刊上公开发表正式学术论文 余篇,获授权中国发明专利 项,并联合编著出版了我国该领域第一部系统性的学术经典专著《有机氟化学》(科学出版社, 年)。他培养了 多位高层次氟化学博士(包括多位成长为国家级青年人才的新生力量)。他于 年荣获我国氟化学界最高荣誉——“中国化学会黄维垣氟化学奖”,并于 年度被授予中国科学院“先进个人”荣誉称号,显著奠定了中国“上海氟”在国际氟化学领域的引领性地位。
三. 教育与职业轨迹
1. 教育背景
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:湖南师范学院涟源分院(现湖南人文科技学院)化学系,本科毕业获理学学士学位
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:西南师范大学(现西南大学)化学系有机化学专业,研究生毕业获理学硕士学位
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:中国科学院上海有机化学研究所,有机氟化学专业,博士研究生毕业获理学博士学位
2. 工作履历
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:湖南省新邵县第三中学,任化学教师
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:中国科学院上海有机化学研究所,助理研究员
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:中国科学院上海有机化学研究所,副研究员(于 破格晋升;并且自 起担任课题组长,自 至 兼任元素有机研究室副主任)
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:美国惠氏研究院(Wyeth Research, Pearl River, New York),从事药物化学博士后研究
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:中国科学院上海有机化学研究所,研究员、博士生导师、课题组长
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:中国科学院有机氟化学重点实验室,主任
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:东华大学化学化工与生物工程学院,教授、博士生导师(双聘,期间历任生物科学与技术研究所所长、化学化工与生物工程学院院长、校长助理、民用航空复合材料东华大学协同创新中心主任)
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:东华大学,副校长、党委常委
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:先进氟氮材料全国重点实验室(原中国科学院有机氟化学重点实验室与能量调控材料重点实验室整建制合并重组成立),主任
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:当选为中国科学院院士(中国科学院化学部)
四. 主要荣誉与奖项
1. 国家级与省部级科技奖项
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国家级及重大科技奖项:
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国家自然科学奖二等奖( 年度,第一完成人,获奖项目:“氧化氟烷基化反应”)
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军队科学技术进步奖一等奖( 年度,第一完成人,表彰其在高性能氟醚及陀螺仪精密悬浮介质研制方面的重大国防贡献)
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省部级科技最高奖:
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上海市自然科学奖一等奖( 年度,第一完成人,获奖项目:“氧化氟烷基化反应和含氟活性物质创制”)
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中国科学院自然科学奖二等奖(合作完成人,项目涉及氟卤烷烃在还原系统中的反应特征, 年代)
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2. 国际与行业重大奖项
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行业学术大奖:
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荣获第二届“中国化学会黄维垣氟化学奖”( 年度,中国氟化学界最高个人学术奖)
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荣获“中国科学院-拜耳(Bayer)青年科学家奖”( 年度)
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行业学术会士:
- 当选中国化学会会士( 年度)
3. 其他重要荣誉
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国家及院级先进个人荣誉:
- 荣获人社部、中国科学院联合授予的“中国科学院先进个人”称号( 年度,五年评选一次的院级个人至高荣誉,于 年初受表彰)
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优秀中青年及群体资助:
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年:受聘为教育部“长江学者奖励计划”特聘教授(第四批,东华大学,为东华大学化学学科核心带头人)
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年:荣获国家杰出青年科学基金资助
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年:作为学术带头人,获得国家自然科学基金委“创新研究群体”项目资助
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年:作为首席科学家,主持国家自然科学基金重大项目
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五. 社会职务与学术服务
1. 学术期刊任职
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核心学术期刊任职:
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长期担任国际含氟物理化学领域权威顶级期刊 Journal of Fluorine Chemistry 的国际编委(自 年起至今,为极少数担任该刊核心编委的中国学者)
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担任国内《有机化学》(Chinese Journal of Organic Chemistry)编委
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2. 重要社会与学术兼职
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国家级及省部级科研平台:
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先进氟氮材料全国重点实验室(国家重点实验室重组后首批成立)主任
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上海市人民政府参事( 年 月起受聘,为上海市科学和高技术决策建言献策)
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重要国际与国内学术组织:
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国家氟化学执行委员会委员
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国际穆瓦桑(Moissan)氟化学奖评委(为具有国际公信力的无机与氟科学最高个人大奖的评委成员之一)
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曾担任第 届世界氟化学会议秘书长(该会议于 年在上海举行,为主席黄维垣、蒋锡夔、陈庆云共同组织的中国氟化学史诗级盛会,在国际上影响深远)
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担任每两年举办一届的“中日韩三方氟化学讨论会”中方召集人(自 年起)
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六. 个人风格与格言
卿凤翎院士治学严谨务实,在学术探索与人才培养的课题组建设中高度倡导“兴趣驱动”与“自由张弛”。面对新晋院士及各项国家荣誉,他始终保持着对科学最纯粹的工匠定力。他对学生管理极其开明,鼓励独立思考,极力破除流水线式的平庸模仿:
“我从不给学生限定死的条框、限定很多任务,我更希望发挥年轻人思维活跃的优势,想方设法去保护他们对科学的兴趣,培养起他们独立做科研的‘胆识’和魄力。只有在自发的好奇和千百次实验的打磨里,我们才有可能在看似平淡的元素周期表上,留下属于中国人独立名字的新规则。”
面对国家工业和国防特种含氟高分子底座在“卡脖子”状态下的被动局面,他常年牢记陈庆云等老一辈院士“为国舍爱”的奉献精神,并以此勉励青年一代中国化学家:
“科学研究没有捷径,也绝不容许投机。我们这一代氟化学工作者,不仅要在‘书架’上留下让国际认可的新氟化反应机制(Qing Fluorination),更要克服困难,到工厂和国防的一线去,把我们研制出来的偏氟醚橡胶和高稳定‘氟溴醚油’实打实地摆到国家重大航空航天的‘货架’上,这就是我们不可推卸的时代担当。”