WILEY人物访谈——四川大学李乙文教授

学术做“底色”,业界闪“光辉”。四川大学李乙文教授的研究不仅推动了人造黑色素材料在学术上的进步,更“面向国民经济主战场”,与多家企业合作,做人民群众看得见、摸得着、用得上的科研。

人物简介

李乙文,现任四川大学高分子科学与工程学院与高分子材料工程国家重点实验室教授,博士生导师,中国青年科协理事会理事,国家药监局化妆品人体评价和大数据重点实验室学术委员。分别在中国科学技术大学(2008)和美国阿克伦大学(2013)获得本科与博士学位,随后在美国加州大学圣地亚哥分校从事博士后研究。自2016年起在四川大学开始独立研究工作,主要致力于人造黑色素材料和多酚功能材料的基础与转化研究。近五年以通讯作者身份在Sci. Adv., Chem. Soc. Rev., Adv. Mater., Angew. Chem. Int. Ed.等杂志上发表论文60余篇,相关4项专利已成功实现转让。获中国化学会高分子青年学者奖,中国科技新锐人物卓越影响奖和冯新德高分子奖提名奖。担任Mater. Express杂志副主编,以及Giant Molecules, Chem. Syn.,《中国化学快报》,《高等学校化学学报》等杂志的(青年)编委。

MVC:能否请您简单介绍一下课题组目前的主要研究工作?

李乙文(LYW):我课题组自16年成立开始就围绕“人造黑色素材料的结构调控与性能优化”开展研究,通过发展新的材料化学策略将黑色素的关键性能(如黑度、紫外屏蔽和抗氧化能力等)进行了有效提升,使之能在部分工业场景下逐步取代传统高黑度、防光和抗氧化材料。我们已经与华为、丸美、伊斯佳、丝域养发、利安隆等企业联合开展了多项涉及信息和大健康产业的产品研究。我们团队已经自主设计并在川建设了首条黑色素原材料生产线,其中一期工程的年产量预计在10吨左右。

MVC:前面提到了您在Wiley旗下的期刊上发表了多篇论文,哪篇论文最让您引以为傲?为什么?

LYW:在我课题组目前发表的文章中,我个人喜欢和满意的工作是发表在2017年Macromol. Rapid Commun.杂志四川大学高分子学科专刊(SI : Polymer Materials and Engineering Research at Sichuan University)上关于聚多酚材料的设计与应用的工作(10.1002/marc.201700446)。一方面,这是我回国独立建组之后在黑色素启发的聚多酚材料领域发表的第一篇研究论文。我们在此基础上做了不少后续工作,不断拓展聚多酚材料在生物医学领域的应用边界,仅在2021年我们与合作者一起就继续在Wiley旗下的数个杂志中报导了聚多酚大分子材料在蛋白质与核酸递送(10.1002/adma.20210435510.1002/adfm.202101646)、抗菌(10.1002/adfm.202108749)以及氧化应激疾病治疗(10.1002/smll.202102485)等方面的优秀表现。另一方面,这个工作也迅速引起了工业界的极大兴趣,文章相关的专利很快就得到了转让,合作公司还在川大设立了专项奖学金来支持下游的转化工作。最近一段时间,我们正在和全球最优秀的抗老化助剂产品供应商一起利用这些生物基聚多酚材料来系统取代传统石化基的防光和抗氧化材料,力争在塑料加工与制造领域发挥重要作用。

MVC:能分享一下您在合肥、AkronSan Diego求学和工作的经历吗?

LYW:我在中国科学技术大学化学系完成了本科学习,跟随徐铜文教授和程义云博士从事树形大分子的合成与主客体化学的研究;随后在美国阿克伦(Akron)大学高分子科学系获得了博士学位,在程正迪教授的指导下从事巨型分子聚集态结构的解析工作;之后又在加州大学圣地亚哥(San Diego)分校从事了2年左右的博士后研究,主要是在Nathan Gianneschi教授课题组中从事多肽与核酸等生物分子的功能化策略研究。我在16年回到四川大学开始独立科研工作。总的来说我是非常幸运的,在人生不同的学习阶段总能遇到优秀的老师和合作者,能够有机会接受不同学科背景的训练,逐步让我明白“做学问先学做人”的道理,而这一切都为后面的独立科研道路打了下重要的基础。

MVC:黑色素是一类重要的生物高分子,相较于部分高黑度和高折射率的传统高分子材料,其在功能和应用上有何优势?

LYW:黑色素是一类重要的生物高分子材料,广泛存在于人与动物的皮肤和毛发中,在诸多生理活动中都起到核心调节作用。人造黑色素材料可由左旋多巴分子(一种非蛋白质氨基酸)历经数步有机和高分子化学反应而制得,具有与天然黑色素相似的化学成分和物理结构,是一类新型的生物基仿生材料,同样拥有许多重要的功能。我们一直致力于改善人造黑色素材料的关键性能,以替代传统石化基的高黑度、防光和抗氧化材料,来推动信息产业与大健康领域的产品升级。

MVC:您在黑色素的工业化领域与华为等知名企业合作,开发出一系列的黑色哑光膜材料和化妆产品。能请您简要介绍一下现阶段的产业化成果,并展望黑色素工业化的未来吗?

LYW:黑色素在一个宽波长范围内具有逐级递减的吸光性质决定了其理化性质(如本征黑度),而对材料在可见光范围的吸收进行有效调控则具有重要的科学意义和应用价值。比如,我们提出了从电子效应出发,通过调节材料的能级结构(构建电子给-受体对结构降低能带隙和增加电子离域效应)来有效调节黑色素对可见吸收能力的新思路(10.1126/sciadv.abb4696)。

这一设计使材料的摩尔吸光系数增至之前的 2-3 倍,本征黑度提高了2倍,使得我们有机会在某些工业场景下利用改性的黑色素来替代传统高黑度的无机(如炭黑等)和有机(如聚苯胺等)染料。一方面,我们与华为合作利用黑色素来替换传统微纳炭黑材料,来研发新一代黑色哑光柔性聚酰亚胺材料,作为手机耐弯折覆盖膜的候选;另一方面,我们还与伊斯佳、丝域养发等企业合作,利用黑色素来取代传统苯胺类分子和双氧水等致敏物质,发展新一代高效安全的染发产品。该产品能迅速实现有效染黑,且无致敏行为,有望解决染发领域多年的痛点。考虑到未来产品升级带来的巨大机会,我们团队已经自主设计并在川建设了黑色素原材料生产线,其中一期工程的年产量预计在10吨左右。

MVC:您在选择研究生的时候有什么标准?对有志从事科学研究的同学们有什么建议?

LYW:我一直都希望同学们可以“立天地之正气,做儒雅之学问”,要坚持做个性化和特色鲜明的研究,要争取做人民群众看得见、摸得着、用得上的研究。