点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:对话张涛院士:跨越山海,推动科研“上书架也上货架”
首页> 光明科普> 图文 > 正文

对话张涛院士:跨越山海,推动科研“上书架也上货架”

来源:光明网2025-01-02 09:28

  2024年,中国科学院院士、中国科学院大连化学物理研究所(以下简称大连化物所)研究员张涛因提出“单原子催化”新概念荣获2024未来科学大奖“物质科学奖”。

对话张涛院士:跨越山海,推动科研“上书架也上货架”

张涛院士荣获2024未来科学大奖“物质科学奖”

  这位15岁就上大学的少年的成长之路为更多的人知悉,从陕西安康大山深处到滨海名城大连,从所谓的“双非高校”到一流科研院所再到提出“单原子催化”这一原创性概念,这条路,可以“被参考、被学习”,也给了更多年轻人激励和勇气。近日,记者有幸采访到张涛院士,听他讲述“逆袭人生”。

  意外起点:从数学梦想到化学之旅

  1978年,郭沫若在全国科学大会闭幕式上发表了《科学的春天》讲话,激发了无数青年的科学热情,也包括年仅15岁的张涛。

  “在那个激情燃烧的年代,‘学好数理化,走遍天下都不怕’是我们的奋斗口号。”张涛回忆道,“郭沫若先生的讲话让大家热血沸腾,也是那时候埋下了科学报国的梦想。”

  在当时“早出人才、快出人才”的要求下,允许从高一挑选2%的优秀学生提前参加高考,安康中学挑选了11名成绩优异的高一学生,张涛位列其中。但因高二和高三课程还没学,他的高考成绩不算拔尖。最终,热爱数学的他被调剂到汉中师范学院(现陕西理工大学)化学系。

对话张涛院士:跨越山海,推动科研“上书架也上货架”

张涛院士接受记者采访

  这次“意外”的调剂,却让张涛发现了化学的奥秘。在陕西理工大学的学习过程中,他逐渐被化学所吸引,那些物质的奥秘、合成新物质的乐趣,让他逐渐爱上了这门学科。

  回忆起这段经历,张涛说:“一开始有点不情愿、不甘心,但随着时间的推移,我发现化学世界充满魅力,它让我看到了物质创造的无限可能。”

  跨越山海:从陕南小镇到海滨名城

  张涛出生在陕南的安康市,一个被大山环绕的小镇。他从小就对大山外面的世界充满好奇,常常爬到山顶眺望远方,想象着山那边的世界。

  “一直好奇山的外面是什么,但爬到山顶,发现山外面还是山。”19岁大学毕业后,他回到母校陕西安康中学教了一年中学化学,同时准备报考研究生。他为自己定下了两个关键坐标:一个要在大海边,一个是要选中国最好的研究所。

  “两个坐标交叉后,1983年,我如愿来到中国科学院大连化学物理研究所开始读研。”他说,在那里,导师林励吾院士和臧景龄研究员,将他引进了催化化学的研究领域,开始从事高分散金属催化剂的研究。

  “选择到大连化物所读研究生,是我人生中最重要、最正确的选择之一。”张涛说,“这里一流的科学家、一流的科研设施、一流的科研氛围,都为我的成长提供了良好的条件和基础,使我一步步从学生成长为一位科学家。”

  创新突破:单原子催化的诞生与挑战

  在硕士和博士期间,张涛就开始研究高分散金属催化剂。那时的他,已经对催化剂的分散度和活性有了初步的认识。之后纳米催化的兴起使得纳米尺度效应广受关注,金属尺度的下降可以显著提高催化活性。这启发了张涛,他开始思考:如果将金属分散到更小的尺度,甚至达到单原子级别,催化活性会不会进一步提高?

对话张涛院士:跨越山海,推动科研“上书架也上货架”

张涛院士指导学生

  这个想法听起来简单,但实现起来却困难重重。首先,如何制备出稳定的单原子催化剂就是一个巨大的挑战。金属原子在极小的尺度下极易团聚,难以保持单分散状态。此外,如何表征和鉴定单原子催化剂也是一个难题。当时的电镜技术还无法直接观察到单个原子。

  面对这些挑战,张涛和团队经过无数次的尝试和失败,终于找到了制备稳定单原子催化剂的方法。他们利用化学手段将金属原子溶解在溶液中,然后通过特定的方法将其负载到载体上,再通过一系列复杂的工序处理成具有活性的催化剂。同时,他们还与国际上的电镜专家合作,成功观察到了单原子催化剂中的单个原子。

  “我们的思考和研究到位了,世界仪器水平发展也到位了,使我们可以从球差校正电子显微镜中清楚地看到单个原子。”结合其他催化剂制备和表征技术,2011年,张涛团队在国际上首次报道了铂(Pt)以孤立金属单原子状态镶嵌于氧化铁(FeOx)中的多相催化剂,并提出了“单原子催化”的原创概念,引起了国际学术界的广泛关注。

  单原子催化不仅部分颠覆了传统催化理念,更为开发低成本高效贵金属工业催化剂提供了可能。“用化学最小的尺度来研究和理解催化反应的机理和本质,而不是像过去一样在‘黑匣子炒菜’,我觉得这个概念提出是十分必要和重要的”,张涛说,“我们希望通过这个概念推动催化领域的发展,为解决全球性问题贡献一份力量。”

  科研报国:既要上书架,也要上货架

  留任大连化物所后,张涛一度负责航天催化剂的研制工作。他和团队开发了肼水燃料分解催化剂,并应用于航天器的推进系统,为我国的航天事业做出了贡献。此外,他还完成了宇宙飞船生命保障系统中的拟人耗氧材料及组件的研制,并在“神舟”系列飞船上得到应用。

对话张涛院士:跨越山海,推动科研“上书架也上货架”

张涛院士指导学生

  除了航天催化剂外,张涛还带领团队还开发了多种高效脱氧剂,广泛应用于石油化工行业。这些脱氧剂可以有效去除石化产品中的氧气杂质,提高产品的质量和稳定性。

  “对于我们做科学研究的人来说,主要有两方面追求。一个是要‘上货架’,研发的东西要能够变成产品,所以我希望把单原子催化这个概念推向广泛的工业化应用,实现真正的成果转化。另一个追求是要‘上书架’,未来单原子催化的概念可能会和人工智能结合,实现催化剂的理性设计和精准制备,形成系统的单原子催化理论。如果这个理论能够指导该领域的发展,写进教科书,摆上书架,那更能体现理论的普适性和重要性,也能展现我国科学家对世界科学的贡献。”张涛说。

  除了科研工作外,张涛还非常注重人才培养和团队建设。“我一直鼓励学生要敢于创新、敢于挑战权威。”张涛说,“我希望他们能够在科研道路上不断探索、不断前进。”

  “科学无止境,一代人有一代人的追求。”张涛说,“我相信年轻一代肯定会站在我们的肩膀上去解决新的问题,为国家的科技进步贡献更大的力量。”(光明网记者宋雅娟 肖春芳)

[ 责编:李欣哲 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 中国体育代表团成都世运会首金诞生!

  • 2025世界机器人大会在北京开幕

独家策划

推荐阅读
实验室是科技创新的重要摇篮,但里边有不少危险而又昂贵的设备,可能对科研工作者人身和财产安全造成威胁。如何织密安全防护网?
2025-08-08 10:25
中国科学技术大学俞书宏院士团队成功开发出一种可闭环生物回收的纤维素基介电薄膜,能够提高电子器件的循环利用率,从而减少电子废弃物。
2025-08-08 10:16
日前,济南量子技术研究院团队与深圳国际量子研究院团队合作,在可见光集成光学领域取得重要进展:成功研制出一套新型可见光矢量光谱分析仪。
2025-08-08 10:12
中国林科院林业所林木细胞遗传研究组近日提出了研究裸子植物生长停滞可塑性的独特模型。这一成果填补了人们对裸子植物发育可塑性认识的空白。
2025-08-08 10:11
8月6日,揽月月面着陆器着陆起飞综合验证试验在位于河北省怀来县的地外天体着陆试验场圆满完成,此次试验是我国首次进行载人航天器地外天体着陆起飞试验。
2025-08-08 10:09
近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员吴凯丰团队采用胶体量子点溶液作为增益介质,通过法布里-珀罗谐振腔耦合及双脉冲泵浦设计,开发出连续稳定工作10天以上、能量转化效率大于17%的量子点液体激光器。
2025-08-07 10:18
近日,中国农业科学院农业基因组研究所的研究团队深入解析了中亚野猪种群在跨越欧亚大陆百万年的迁徙历程中适应环境的独特遗传密码,为理解大型哺乳动物如何应对环境变化提供了全新视角。
2025-08-07 10:18
无论是钢琴家指尖流淌出的动人旋律,还是外科医生在显微镜下的精准操作,甚至是母亲为孩子系鞋带时的温柔细致……
2025-08-07 03:40
月球,地球最亲密的邻居,它的“婴儿期”是什么样的?为破解这个谜题,中国地质大学(北京)科学研究院王水炯教授团队和中国科学院地质与地球物理研究所李秋立研究员团队合作
2025-08-07 03:40
近日,国务院常务会议讨论并原则通过了《中华人民共和国耕地保护和质量提升法(草案)》(以下简称《草案》),决定将《草案》提请全国人大常委会审议。
2025-08-07 03:40
长期以来,石油衍生塑料的污染问题,特别是微塑料对食物和水源的有害影响,一直困扰着人类。研究人员设计了利用恶臭假单胞菌等菌株,将二氧化碳、木质素和食物垃圾等废物转化为生物塑料的方法。
2025-08-06 09:38
南方科技大学地球与空间科学系副教授林玉峰与合作者揭示了地球磁场发电机对地核流体黏度的不变性,并发现早期地球模型可产生与现今观测高度相似的地磁场结构和强度。
2025-08-06 09:35
中国工程院院士、中国农业科学院作物科学研究所研究员万建民表示,纹枯病是威胁全球水稻生产的重大病害,年均造成产量损失10%至30%。
2025-08-06 09:33
近年来,受全球气候变化影响,灾害性天气的突发性、极端性、不确定性愈加明显,特别是进入汛期,突破历史纪录和传统认知的灾害频繁发生。
2025-08-06 09:25
农业农村部、生态环境部日前联合发布《中国渔业生态环境状况公报(2024)》,公布2024年中国渔业水域水质、沉积物、浮游生物等18项指标的生态环境监测情况。
2025-08-06 09:22
林炳亮:基孔肯雅病毒不会通过日常接触引发人际传播,也不会通过咳嗽、打喷嚏等传播。林炳亮:基孔肯雅热和登革热的传播途径一样,都是由伊蚊传播,因此防控措施也一样。基孔肯雅热的治疗尚无特效药物,以对症治疗为主,并做好防蚊隔离。
2025-08-05 10:16
黄皮、龙宫果、嘉宝果、蛇皮果……不少爱吃水果的消费者发现,无论是在线下超市里,还是在线上购物软件里,市面上出售的新奇小众水果越来越多了。泰国的榴莲、山竹都是很热门的水果,我们在泰国采购过程中发现,当地的榴莲果园里会混种一些龙宫果的树木。
2025-08-05 10:15
》显示,长江流域水生生物资源恢复态势总体向好,完整性指数持续提升。
2025-08-05 10:14
近30年来,程芳琴带领团队聚焦煤、电、冶等产业中产生的工业固废处理处置问题,致力于工业固废的低碳化、高值化利用和无害化处置。通过“预处理活化—资源化利用—无害化处置”的技术链条,让工业固废逐步从环境负担转化为可利用资源,促进循环经济发展。
2025-08-05 10:13
物理学家利用一种仅几千克重的装置从核反应堆中捕获了中微子,这种装置的重量比标准的中微子探测器小几个数量级。Scholberg的COHERENT探测器首次利用了一种名为相干散射的现象,即中微子与整个原子核发生“散射”,而不是与构成原子的粒子发生散射。
2025-08-05 10:11
加载更多