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Douglas Stephan
Professor of Chemistry - University of Toronto

Creativity in Canadian Science

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La vidéo et le texte français suivent ci-dessous.

Listen to the Podcast:

Takeaways

  1. The Canadian funding environment for research has not evolved in pace to keep up with the changes in industry.
  2. Scientific creativity is a uniquely Canadian strength that young scientists should capitalize on to help them make the most global impact.
  3. An important principle for scientists to remember is that their work should better science and may need to take unexpected routes to do so.

Action

Canada needs an elite science program that will enable young scientists to access the resources they need to become globally competitive. It is not enough to provide baseline funding to researchers without adequate follow-up programs to facilitate the next step in the process.


Please tell us about your area of study.

Sure. Generally, everything that we consume and manufacture as a society comes from raw materials. To convert those raw materials into whatever it is we are making, whether it be pharmaceuticals, agricultural products, chemicals or a piece of rubber or plastic, there is a step in the process that requires what is called a catalyst. Over the last hundred years, those catalysts have traditionally been transition metals which are often expensive, rare and come with a high carbon footprint.

What we discovered 15 years ago was that we could replicate the activity of those catalysts using simple combinations of elements that are much more common such as carbon, oxygen, nitrogen, boron and phosphorus. This changes the way we manufacture things, convert raw materials into products and reduce our carbon footprint, all at the same time.


What does winning this prize mean to you, your team and your work?

This marks a terrific recognition from the Killam Foundation and the Canada Council for the Arts. Looking at the list of former winners, it is humbling to be included among them. From our perspective, it is gratifying for me to see the efforts of our graduate students, undergraduates, volunteers, visiting students and the postdoctoral fellows who have worked in the lab over the years recognized. They have worked so hard and been so innovative, and this is really a recognition of their efforts. I am very grateful that their efforts have been rewarded in this fashion.


How can Canada improve how we commercialize our research?

Over the years, I have had a number of interactions with industry which have been quite fruitful. The Canadian government has active programs to encourage industry to collaborate with academics and develop new technologies and products. This program was founded about 40 years ago or so and the landscape of Canadian industry has changed. Many of the companies that are large enough to invest in research are multinationals that operate in our country, but they often do not have research facilities here.

“One way that government can improve interactions between industry and academia in Canada is to encourage academics to seek out investments.”

Now, funding agencies are beginning to recognize that this is an issue. One way that government can improve interactions between industry and academia in Canada is to encourage academics to seek out investments. Even if the investment comes from a company that has research facilities elsewhere, those dollars still come into Canada and are ultimately used to train Canadians. The vast majority of research money does not get spent on consumables, but on people. The money is used to hire students and to work in the lab, conduct experiments and advance science. Our innovation programs should encourage us to bring money in from outside our country.

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What advice would you give Canada’s next generation of chemists who want to make an impact?

The avenue to impact is to build on the strengths that we have, and this really means exploiting creativity. Being able to look at a chemical problem and not look at it in a way most people would is what sets us apart. It is a talent that we have, and it comes from our education system; it gets fostered in us from public school to graduate school. It is not clear to me how we do it, but it does come through very strongly. I would tell young people to identify the problems they think they can contribute to and remember that scientists should always ask how to make science better and how to do something unexpected yet insightful. That is the key piece of advice I have.

“Scientists should always ask how to make science better and how to do something unexpected yet insightful.”


What and who would you pitch to strengthen research excellence in Canada?

I would make a pitch to the Prime Minister. We have a two-phase approach to sports in this country: we fund facilities across the country so many people can participate, and at the same time, we also have a program for elite athletes to allow them to compete internationally. In Canada, we have a program that funds people across the country and that is exceptional, but we do not have the next step. Canada needs a program that will give young scientists the resources to compete on an international level. I would pitch an elite science program.


Version francaise

La créativité canadienne en science

Écoutez le balado:

Points clés

  1. L’environnement canadien de financement de la recherche n’a pas évolué à un rythme adapté aux changements de l’industrie.
  2. La créativité scientifique est une force unique au Canada sur laquelle les jeunes scientifiques devraient capitaliser pour les aider à avoir le plus d’impact à l’échelle mondiale.
  3. Un principe important à retenir pour les scientifiques est que leur travail doit améliorer la science et peut devoir emprunter des voies inattendues pour le faire.

Appel à l’action

Le Canada a besoin d’un programme scientifique d’élite qui permettra aux jeunes scientifiques d’accéder aux ressources dont ils ont besoin pour devenir compétitifs à l’échelle mondiale. Il ne suffit pas de fournir les chercheurs avec un financement de base sans programmes de suivi adéquats pour faciliter la prochaine étape du processus.


Quel est votre domaine d’étude? 

Généralement, tout ce que nous consommons et tout ce que nous fabriquons en tant que société provient de matières premières. Afin de convertir ces matières premières en quoi que ce soit que nous produisons – qu’il s’agisse d’un produit pharmaceutique ou d’un produit chimique agricole ou d’un morceau de caoutchouc ou d’un morceau de plastique – généralement, il y a une étape dans le processus qui nécessite ce qu’on appelle un catalyseur.

Au cours des cent dernières années, ces catalyseurs ont toujours été des métaux de transition. Ce sont des métaux qui sont souvent chers, rares et ont une empreinte carbone très élevée.

Ce que nous avons découvert il y a 15 ans, c’est que nous pouvions reproduire la réactivité de ces catalyseurs en utilisant des combinaisons simples d’éléments qui sont beaucoup plus courants, comme le carbone, l’oxygène, l’azote, le bore, le phosphore, et d’autres éléments de ce genre.

Donc mon domaine d’étude est un moyen de changer la façon dont nous fabriquons les choses et convertissons les matières premières en produits, tout en réduisant notre empreinte carbone.


Qu’est-ce que gagner le prix Killam signifie pour vous, votre équipe, et votre travail?

C’est une formidable reconnaissance de la Fondation Killam et du Conseil des arts du Canada. Si on regarde la liste des anciens gagnants, c’est vraiment un exercice d’humilité d’être inclus parmi eux.

Mais, de mon point de vue, c’est vraiment satisfaisant pour moi de voir la reconnaissance pour tous les efforts de tous les élèves – ceux des cycles supérieurs et du premier cycle – et des bénévoles, des étudiants en visite, et des stagiaires postdoctoraux qui ont travaillé dans mon laboratoire au cours des années. Ils ont travaillé si fort et ont été si innovateurs.

Le prix Killam est vraiment une reconnaissance de leurs efforts. Donc je suis très reconnaissant que leurs efforts ont été reconnus de cette façon.


Comment le Canada peut-il améliorer comment nous commercialisons la recherche? 

Au fil des ans, j’ai eu un certain nombre d’interactions avec le secteur privé et elles ont été assez fructueuses.

Le gouvernement canadien a un programme actif pour promouvoir ou encourager l’industrie à collaborer avec les universitaires pour développer de nouvelles technologies et de nouveaux produits. Ce programme a été fondé il y a environ 40 ans et ce qui a changé depuis c’est la composition de l’industrie canadienne.

Un bon nombre des entreprises qui sont assez grandes pour investir dans la recherche sont des multinationales et elles opèrent dans notre pays mais n’ont souvent pas d’installations de recherche ici. Les organismes de financement commencent maintenant à reconnaître qu’il s’agit d’un problème.

“Une façon que le gouvernement peut améliorer l’interaction entre le secteur privé et le milieu universitaire au Canada est d’encourager les universitaires à chercher des investissements.”

Mais je pense qu’une façon que le gouvernement peut améliorer l’interaction entre le secteur privé et le milieu universitaire au Canada est d’encourager les universitaires à chercher des investissements. Même s’ils proviennent d’une entreprise qui a des installations de recherche ailleurs, ces dollars entrent toujours au Canada et servent ultimement à former des Canadiens.

En fin de compte, la grande majorité de l’argent dédié à la recherche n’est pas dépensée sur de l’équipement, mais sur les individus. Il engage les étudiants – les étudiants au post-doctorat et les étudiants d’été – à travailler dans les laboratoires et faire des expériences pour faire avancer la science.

Donc, si nous pouvons faire entrer de l’argent de l’extérieur de notre pays, c’est quelque chose qui devrait être encouragé.


Quel conseil donneriez-vous à la prochaine génération de chimistes canadiens qui veulent améliorer le monde?

La façon d’avoir un impact c’est de s’appuyer sur nos forces et cela signifie vraiment exploiter notre créativité. Être en mesure d’examiner un problème chimique et de pouvoir le regarder d’une façon complètement différente de la plupart des personnes est ce qui nous distingue.

C’est un talent que nous avons et je pense que cela vient de notre système éducatif. De l’école primaire jusqu’aux études supérieures, nous favorisons la créativité. Il n’est pas clair pour moi comment nous le faisons, mais il semble que cela ressort très fortement.

Donc je dirais aux jeunes scientifiques d’aujourd’hui de choisir un défi auquel ils pensent pouvoir contribuer, mais de toujours se demander comment ils peuvent améliorer la science, et comment ils peuvent réaliser quelque chose d’inattendu, mais révélateur.


Quoi présenteriez-vous – et à qui – pour renforcer l’excellence de la recherche au Canada?

Je ferais un pitch au Premier ministre:

Premier ministre Trudeau, au Canada nous avons une approche à deux niveaux pour le sport: nous finançons des installations à travers le pays pour que beaucoup de gens puissent participer, mais en même temps, nous avons également un programme pour les athlètes d’élite pour leur permettre de concourir à l’échelle internationale.

Ce que nous avons dans ce pays qui est unique en science, c’est un programme qui finance des chercheurs partout au pays et c’est exceptionnel. Mais ce que nous n’avons pas c’est l’étape suivante.

“Nous pouvons supporter les jeunes chercheurs pour qu’ils soient en mesure de concourir, mais nous n’avons pas de programme qui leur donne les ressources et l’envergure d’opérations pour concourir au niveau international.”

Nous pouvons supporter les jeunes chercheurs pour qu’ils soient en mesure de concourir, mais nous n’avons pas de programme qui leur donne les ressources et l’envergure d’opérations pour concourir au niveau international. Donc je lancerais un programme scientifique d’élite.

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Douglas Stephan
Professor of Chemistry - University of Toronto

Bio: Douglas Stephan is a Professor of Chemistry at the University of Toronto. He is also the Canada Research Chair in Inorganic Materials and Catalysis. With almost 90 patent applications, his research findings have been cited in articles over 30,000 times. He is also a Fellow of the Royal Society of Canada. He received the John C. Polanyi Award in 2019 and a Guggenheim Fellowship in 2020. 

 

Organization Profile: The University of Toronto is a public research university in Toronto, Ontario. It is widely considered to be one of the best schools in the world. The university offers over 700 undergraduate and 200 graduate programs. It receives the most annual scientific research funding and endowment of any Canadian university. In 2020, the university was named the top research university in Canada by Research Infosource