人物经历
1929年7月22日出生于上海的一个知识分子家庭。父亲曹曾祥,高级工程师,归国华侨。
1947-1951年毕业于金陵女子大学化学系,分配到中国科学院工作,先后师从著名化学家王葆仁、林一、蒋明谦。
1951-1954年中国科学院计划局科员。
1954-1956年中国科学院有机化学研究所研究实习员。
1956-1975年中国科学院化学研究所助理研究员。
1958-1960年留学苏联,师从苏联通讯院士弗立德林娜(Р.Х.Фреиgлииа)教授。
1975年1月,中科院感光所成立,曹怡在感光所业务处从事具体的科研组织与领导工作。
1978年起担任副所长、常务副所长(所长空缺)。
1983年6-8月芝加哥大学化学系访问教授。
1986年至1992年担任中科院感光所所长,她是感光所第一任科学家所长,也是当时中科院为数极少的女所长之一。[1]
2020年4月9日,曹怡在北京不幸逝世,享年91岁。[2]
研究方向
曹怡从事化学研究工作40余年,在国内外学术刊物上发表论文150余篇。她为中国光化学的开创与组织作出了贡献。在有机光化学学科领域做了不少系统的、创新性工作,先后培养了12名研究生,其中4名获博士学位,8名获硕士学位。近20年来,她17 次应邀在国际会议上作学术报告,成功地组织了多次国际光化学学术会议和中日、中美双边会议并担任会议主席。她现任国际纯粹与应用化学会(IUPAC)光化学学科国家代表,国际太阳能光化学转换与储存会议(ICS)国际组委会委员。
曹怡在有机化学、高分子化学、理论有机和元素有机等多个领域从事研究工作,打下了坚实的基础。留学苏联仅两年期间,在苏联学报上发表论文9篇,专利1篇,并完成了副博士论文,受到导师的赞扬。
主要贡献
三重态反应在光致电子转移反应中怎样发生三重态反应,特别是在电子转移光氧化反应中又是怎样发生单重态氧的反应,在国际上一直存在着争论,属研究热点之一。曹怡及其合作者通过实验研究证明了光致电子转移反应中的三重态反应,包括电子转移光氧化反应中的单重态氧反应和电子转移光异构化反应中的三重态反应都是首先经过电子转移,而后发生三重态反应的。
利用盐效应以四正丁基四氟硼酸铵盐为探针,为研究电子转移反应机理建立了一个十分方便而又有说服力的方法。荧光淬灭及激光闪光光解实验证明四正丁基四氟硼酸铵盐能促进激基复合物解离而生成离子自由基对。从而证实凡是加盐促进反应的,反应经由电荷分离过程;反之,反应经由电荷复合过程。利用盐效应进一步证明了电子转移光氧化反应中单重态氧是经过电荷分离过程而生成的。通过化学诱导动态核极化(CIDNP)和激光闪光光解等现代光谱技术,直接测得了反应中间体离子自由基对和离子自由基的特征峰,曹怡为电子转移反应机理提供了最直观的有力证据。
人们一般采用三重态敏化剂或直接光照使降冰片二烯发生价键异构化来进行太阳能的储存,由于降冰片二烯只能吸收紫外光,反应效率很低。曹怡和她的合作者的贡献在于:为了更有效地利用太阳能,采用吸收可见光的染料(吖啶黄、吖啶橙、蒽、菲或咔唑)为敏化剂,通过电子转移反应使之发生异构化反应获得了成功。
化合物四环烷曹怡以电子给体咔唑、菲和蒽为敏化剂,电子受体降冰片二烯为底物,利用不同长度的共价键连接形成了敏化剂和降冰片二烯的二元化合物在光激发下,实现了降冰片二烯的分子内电子转移光异构化反应,生成了储能化合物四环烷。这样,既延长了体系的吸光波长,有效地利用太阳能,又促进了电子转移,不因增加分子量而降低储能效果,为太阳能储存开辟了新方向。在敏化剂和降冰片二烯的二元分子中,二者的距离、构象对异构化反应都有影响。诸多因素决定了降冰片二烯的分子内电子转换光异构化反应较分子间的反应具有更高的效率。同时,分子内光异构化反应所提供的数据也成为该类反应系电子转移反应机制的另一佐证。
曹怡制备了几种既含降冰片二烯,又含敏化剂为侧基的高聚物,在溶液中及薄膜状态下研究了它们的敏化光异构化反应,其中以敏化剂——降冰片二烯的二元分子为侧基的高聚物的光异构化的效率最高。同时,利用钴卟啉或三氟乙酸作催化剂,在室温下实现了它们的反向异构化反应。从而在高分子体系中完成了光化学储能和催化释能的全过程,为这一储能体系的实际应用提供了有用的依据。
在太阳能分解水制氢的研究中,一般均采用给电子敏化剂,并且在体系中还需加入胺类作为电子牺牲体。曹怡和她的合作者则采用贫电子光敏剂,在分解水制氢的同时,使电子给体生成有用的化合物而避免白白浪费,为可见光敏化还原甲基紫精分解水制氢开发了新的体系。
获得荣誉
曹怡主要从事有机光化学研究,取得一系列开拓性进展。上世纪六十年代中期,根据国家战略需求,中科院化学所开辟了感光化学研究方向,催化胶体研究室和有机化学研究室合作,投入到特种胶片的研制。曹怡从理论有机研究转向感光胶片的剖析与合成,她是有机方面的负责人之一,配合感光胶片研制,出色地完成了国家高速航空片99任务和卫星用胶片160任务,集体荣获国家科技进步特等奖。[1]
上世纪七十年代中后期,曹怡同蒋丽金等老一辈化学家一道,选定了当时在国内基本上仍处于空白领域的光化学作为研究方向,开始了我国在光化学研究领域的系统研究。曹怡先是从事光化学合成新反应研究,在光化学反应机制探索中于国内率先开展了光致电子转移反应基础及应用基础研究,并逐渐聚焦到光化学反应的工业应用;不仅在模拟光合作用方面提出先进的模型体系,而且在高技术研究方面取得开拓性进展,使所从事的研究跻身于国际先进行列,分别于1988年和1995年两次获得中科院自然科学二等奖。
人物评价
中国科学院理化技术研究所方面表示,曹怡具有高度的战略眼光,及时瞄准国际科技发展动向,在感光所开辟了光化学这一新的研究领域。1987年,曹怡组织申请成立了中国化学会光化学委员会并担任主任。1990年,在曹怡及其同仁的不懈努力下,感光所成立了中科院光化学开放实验室,从此我国有了第一支以光化学命名的研究团队。曹怡先后成功地组织了多次国际光化学学术会议和中日、中美双边合作会议并担任主席,扩大了我国在国际光化学研究领域的影响。在曹怡任期内的十余年间,感光所的光化学研究从无到有、从小到大、从弱到强,逐渐发展成为国际知名的光化学研究基地之一。[1]
人物逝世
中国共产党优秀党员、有机光化学家、我国光化学研究的主要奠基人和开创者之一、原中国科学院感光化学研究所(理化所前身之一)所长、研究员曹怡同志,因病医治无效,于2020年4月9日23时28分在北京不幸逝世,享年91岁。[1]