宇宙中的物质由各种化学元素组成,在这些化学元素中，有一个独特而神奇的元素，那就是氟元素。含氟的新型材料能让北京奥运会的水立方、上海世博会的中国馆等建筑大放异彩;很多新药中含有氟原子,手机、电脑的显示屏也会用到含氟液晶材料......尽管氟化学科学已有200多年的历史，但这个“古老”的学科仍极具生命力，更多新结构、反应和功能还在不断被发现，从而影响和改变世界。

在国际氟化学科学界，有两个词语用来概括氟的重要性。

第一个是独特。它是最具颠覆性的元素，为何能用“最”来形容一个化学元素？这是因为氟的电负性大，化学性质非常极端。这使得很多含氟原料性质很活泼，但含氟产物却很稳定——活泼的含氟原料发生化学反应时，会释放出很大的能量，但能量释放之后所得到的含氟产物却特别稳定。这个过程有些像爆米花，经历过“燃爆”，然后沉淀下来。氟还能跟碳原子形成最强的化学键，这种特性让含氟材料非常稳定，例如塑料网特氟龙，即聚四氟乙烯，就是最稳定的材料之一。

氟的原子半径非常小，这也是氟元素的一大特性。利用这三个性质，可以制造出许多非常独特且重要的含氟材料。

第二个形容氟的词语是有用。全球新注册的药物中20%～25%含有氟原子。一些患者做PET-CT检查时，也要用到18F-FDG，即氟代脱氧葡萄糖。

人们日常所用的手机、电脑等电子设备的显示屏都会用到含氟液晶材料。

国防领域含氟材料的应用也非常广泛。在航空航天领域，陀螺油、高低温润滑油等都是含氟材料。在原子弹等所需的国防尖端材料中，含氟材料亦占有重要的一席之地。

含氟材料这么重要，但令人奇怪的是，目前对人类有用的含氟物质，都是人类依靠自己的聪明智慧造出来的。大自然中虽然有很多无机氟化物，例如氟化钙等，然而对人类社会有用的，含有碳-氟（C-F）键的有机氟化物却非常稀少。

全新的科学观点“负氟效应”

正因为氟这么神奇，对人类社会的贡献这么大，理解和掌握氟化学科学反应规律，实现含氟有机分子的高效合成，理所当然是当前化学研究的前沿领域。

以锂的提纯为例，天然的锂资源——碳酸锂，1吨的价格，目前大约是18万元人民币，但是提纯以后，纯度为99.9%的锂7，目前国际市场价格1吨大约为1亿元人民币，如果纯度更高一些，99.99%的锂7国际市场什么价格呢？2.3亿元人民币/吨。

从价格的巨大差异可以看出，锂提纯的难度所在。目前世界上提纯锂的方法，还是1936年美国科学家的锂7汞齐交换法，分离1吨锂同位素需要1000吨的汞，而汞是有毒金属。这样大量使用汞，不仅成本很高，对环境的危害性也非常大。

早在1967年，我国科学家就曾提出用有机方法来实现锂同位素分离的设想。两代人接力创新，我们年轻一代科学家站在老一代科学家肩膀上，遵循这样的设想，发明了新的含氟萃取剂，极大提高了化工工艺稳定性和经济性。

目前，在工程研制阶段，利用这种新型含氟萃取剂，我们可以把天然的92.5%锂7同位素提纯到99%以上，这是在世界上首次利用有机萃取法实现对锂的提纯。在实验室里，还可以把99.9%的锂7富集到99.99%以上，这也是世界上第一次利用有机萃取法实现的，此前国际上从来没有报道过。

这项成果不仅得到中国科学家的好评，在与美国同行交流之后，他们也认为这是非常新的绿色先进技术。

经过多年的持续创新，我国在氟化学研究方面，也获得了国际同行的好评。2022年美国化学会化学创造性工作奖授予了中国团队，此前，我国的团队也曾获得过英国皇家化学会的氟化学奖等。

在氟化学科学领域，曾经产生过3个诺贝尔奖。尽管这个学科已经发展了200多年，但仍具有新的生命力。这是因为化学科学主要在于发现新结构、新反应和新功能，新一代科学家仍然能在前人的基础上创制具有独特结构和功能的物质，服务社会，造福百姓。未来，我们还要继续努力，让分子创造价值，影响和改变世界。