2025年2月2日，閆思楊第一次潛入海底。
當她按下潛水背心的排氣閥，身體直立著沉入水中的剎那，窒息的壓迫感突然變成通透的寧靜，面鏡后的雙眼見證著奇妙轉(zhuǎn)變：陽光在水面折成碎鉆，魚群穿梭在火山砂鋪就的“海底星空”。她腦海中的第一反應(yīng)是，“這就是邊界”。
“上岸”一個多月后，在大連理工大學擔任科研助理的閆思楊突然收到了Science的郵件——她作為共同第一作者的文章即將正式上線。日前，該論文正式發(fā)表。研究圍繞高效負載型催化劑，證明其設(shè)計需要精確構(gòu)建金屬與載體之間的界面結(jié)構(gòu)，并充分利用了氫在催化過程中的獨特作用。
科研助理一作發(fā)Science，在許多人看來十分值得關(guān)注，但是閆思楊卻略顯“淡定”：“就像潛水一樣，最迷人的永遠是突破邊界的一瞬間?！?span style="display:none">fkM即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com
潛水中的閆思楊
從自動化工程師到“分子翻譯官”
在當代化學工業(yè)的大舞臺上，九成劇目都需要一位看不見的主角——催化劑。催化劑的應(yīng)用可以改變化學反應(yīng)速率，認識實際生產(chǎn)過程中催化劑的表面反應(yīng)是提高化工生產(chǎn)效率的“指揮棒”。
而閆思楊與化工和催化的接觸，時間還要追溯到2011年。
此時的她剛從浙江理工大學自動化控制專業(yè)畢業(yè)，成為一名中國石油天然氣集團的設(shè)計員，負責工廠控制系統(tǒng)的設(shè)計以及儀表的選型。
在工廠里，閆思楊看到物料罐、反應(yīng)器、分離塔和換熱器等各司其職。經(jīng)管線網(wǎng)絡(luò)，由儀表系統(tǒng)聯(lián)通并控制，原料在自動化設(shè)備的精密操控下蛻變?yōu)樾螒B(tài)各異的化學品。這讓她聯(lián)想到高中的化學課，與眼前流轉(zhuǎn)的工業(yè)圖景悄然重疊。
也是在這時，她萌生了讀研“轉(zhuǎn)行”的想法，想在化學工程領(lǐng)域重新出發(fā)，找到自己真正的熱愛。沒過多猶豫，她就叩開了大連理工大學化工專業(yè)的大門，開啟了新的征程。碩士畢業(yè)后，2018年，閆思楊與大連理工大學教授劉家旭的相遇，則為她打開了另一扇窗。
“在實驗室學習過程中有幸和劉老師聊了很久的催化表征技術(shù)，讓我第一次系統(tǒng)認知到催化表征技術(shù)的大千世界?！遍Z思楊說。
劉家旭團隊一直致力于高效催化技術(shù)的研制設(shè)計及工業(yè)化，在國際上首次開發(fā)出雙光束原位透射紅外表征方法，為近真實條件下催化反應(yīng)的機理研究與催化劑設(shè)計提供有力指導(dǎo)。
說到雙光束原位透射紅外表征方法，閆思楊立刻“兩眼放光”。這是一項國際首創(chuàng)技術(shù)，就像給催化劑裝上兩盞“智能探照燈”，即使在高溫高壓的苛刻條件下，也能實時“直播”材料表面吸附分子或中間體的動態(tài)變化。
“因為我是跨專業(yè)，有一些儀器、控制之類的背景知識，也希望能夠接觸頂尖的設(shè)備和科學家。就這樣，我成為了劉老師團隊內(nèi)一名科研助理。”閆思楊說道。
搭一個大型“樂高”
有些選擇就像催化劑，一旦遇見對的反應(yīng)條件，便會迸發(fā)出超乎想象的能量。閆思楊加入劉家旭團隊后，立刻著手搭建紅外實驗室。
大多數(shù)原位紅外表征技術(shù)偏重于真空吸附方面，而吸附物種如果過量的話，就會產(chǎn)生游離態(tài)，分辨不清哪些是吸附質(zhì)，哪些是吸附在催化劑表面的中間體，從而影響最終數(shù)據(jù)的真實性。
此時，雙光束紅外光譜的優(yōu)勢便凸顯了出來。它可以實時在空間采集數(shù)據(jù)，并將氣相背景譜“扣除”，避免了過量的吸附質(zhì)造成的數(shù)據(jù)干擾。隨后，他們又加入了一些氣路設(shè)計，慢慢開始探索高壓、超高溫的實驗條件，再加入雙光束，不斷“做加法”。提起這段經(jīng)歷，閆思楊依然很興奮：“我覺得像搭樂高一樣，可以把腦海中的想法一點點在眼前實現(xiàn)，特別有意思?！?span style="display:none">fkM即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com
“每一步的突破都是特別不容易的。我印象特別深的是有一次探索炭材料的原位紅外表征，吸光很嚴重，捕捉不到有效信號，整整一個月一個數(shù)據(jù)都沒有，當時是真有點‘磨人’了?！遍Z思楊回憶道，“我們逐步調(diào)整了各階段的預(yù)處理以及實驗的條件，最終成功解決了這個問題?！焙髞恚@項工作發(fā)表在了《自然-通訊》上，也成為了閆思楊的第一篇一作文章。
一個實驗技術(shù)成熟了，他們就擴展下一個。目前，他們已搭建了4臺儀器、10個原位池，最高可以做到850度，實現(xiàn)在工況條件下的原位表征。“實驗室的研究最終是為了工業(yè)應(yīng)用服務(wù)的，而我們的目標就是打開真實工業(yè)反應(yīng)過程中的‘黑匣子’?！遍Z思楊笑著說道。
閆思楊在實驗室
在建設(shè)的過程中，團隊也迎來了一個老朋友的到訪——美國勞倫斯伯克利國家實驗室的研究員蘇際。他同樣畢業(yè)于大連理工大學，與劉家旭合作多年。他這次帶來的，是關(guān)于負載型金屬催化劑的難題。
負載型金屬催化劑在化學工業(yè)和環(huán)境清潔方面有著廣泛的應(yīng)用，但是由于催化過程的復(fù)雜性，催化作用機理與催化劑設(shè)計卻始終蒙著“神秘面紗”，理論研究與實際應(yīng)用過程存在著明顯“鴻溝”。
考慮到這個難題，蘇際找到老朋友劉家旭，想到了團隊首創(chuàng)的“利器”——雙光束原位透射紅外光譜。慢慢地，勞倫斯伯克利國家實驗室教授Miquel Salmeron、研究員David Prendergast課題組及華中師范大學教授郭彥炳等都加入進來，一個“大家庭”逐步搭建了起來。
研究所需的原位紅外光譜表征就在劉家旭和閆思楊的實驗室里。正是通過這臺大型“樂高”，讓他們在催化反應(yīng)中發(fā)現(xiàn)了新機制，最終通過修飾氧化鈰上的鉑單位點，設(shè)計并確定了新的“鉑-鈰-氫”三元界面氫化活性中心結(jié)構(gòu)。
合作團隊還提出了“氫化活性位點”的新理論，相當于開創(chuàng)了催化劑設(shè)計的新大門，該結(jié)構(gòu)的一氧化碳氧化反應(yīng)速率比鉑單位點高出9倍。
6年跨越大洋的合作，這篇合作完成的文章順利發(fā)表在Science上，這也是雙光束原位透射紅外表征技術(shù)第一次“登上”正刊。
“這種新型的氫化反應(yīng)中心能夠顯著提高氧化反應(yīng)的速率和產(chǎn)物的選擇性，克服了傳統(tǒng)催化劑在效率和選擇性方面存在的瓶頸。界面氫化反應(yīng)中心的概念可以擴展到負載型金屬催化劑，將為更多重要的多相催化反應(yīng)提供可靠的技術(shù)路徑?！遍Z思楊說道。
不設(shè)限的“實驗室打工人”
這6年，見證了閆思楊的迅速成長。她在解決科學問題的同時，也很感謝團隊搭建了一個“烏托邦”。在劉家旭的團隊里，她可以吸收到各個老師同學的想法，全身心投入到紅外實驗工作中。
科研助理是目前高校、科研院所等機構(gòu)常見的職位，主要是協(xié)助科研人員開展學術(shù)或技術(shù)研究工作。在他們的日常詞典中，“重復(fù)”是關(guān)鍵詞。打開精密儀器，關(guān)上數(shù)據(jù)終端，實時監(jiān)測跳動的圖譜，這套系統(tǒng)化流程已經(jīng)成為了閆思楊的肌肉記憶。
當被問及是否枯燥時，她連說了三個沒有：“我真的很喜歡我的工作?！?span style="display:none">fkM即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com
畫圖定制、DIY紅外池、解決實際問題……這一套流程在閆思楊看來兼顧挑戰(zhàn)性和趣味性?！澳憧赡芸匆娢业膶嶒灂X得流程很固定很枯燥，但實際上我在電腦上觀察到每個實驗結(jié)果都截然不同。有時候同一個反應(yīng)用不同的催化劑，它的路徑都是不一樣的；感覺每天都在接觸不同的東西，他們又基于一個共同的基礎(chǔ)，萬變不離其宗?！?span style="display:none">fkM即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com
閆思楊觀察電腦上的實驗結(jié)果
在休息時間，閆思楊最愛的事情還是“出去走走”。除了潛水，她還熱衷于徒步、爬山等活動，“上班看微觀世界，下班看大好河山，我覺得生活特別美好”。
發(fā)Science后的生活好像也沒什么不同，閆思楊依舊每天很早就到了實驗室。盡管科研助理的工作也面臨著項目周期短、科研壓力大等問題，但是閆思楊依然興致勃勃：“因為我們搭建的‘樂高’正在逐步走向正軌，后面還有好多事情要去做，還有好多想法沒有實現(xiàn)。6年時間于我而言，不過是一個開始。”
“如果可以，我愿意在這里干到退休！”對于許多90、00后來講，這簡直是對一份工作的最高贊賞。
論文鏈接：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adv0735
本文圖片均為受訪者提供
本文鏈接：http://jphkf.cn/news-8-4336-0.html科研助理共同一作發(fā)重磅論文，她想“干到退休”
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Science論文截圖 
