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，證明其設計需要精確構建金屬與載體之間的界面結構，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">SSn即熱新聞——關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。催化劑的應用可以改變化學反應速率，認識實際生產過程中催化劑的表面反應是提高化工生產效率的“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計員，負責工廠控制系統(tǒng)的設計以及儀表的選型。
在工廠里，閆思楊看到物料罐、反應器、分離塔和換熱器等各司其職。經管線網(wǎng)絡，由儀表系統(tǒng)聯(lián)通并控制，原料在自動化設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，與眼前流轉的工業(yè)圖景悄然重疊。
也是在這時，她萌生了讀研“轉行”的想法，想在化學工程領域重新出發(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，讓我第一次系統(tǒng)認知到催化表征技術的大千世界?！遍Z思楊說。
劉家旭團隊一直致力于高效催化技術的研制設計及工業(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的機理研究與催化劑設計提供有力指導。
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，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備和科學家。就這樣，我成為了劉老師團隊內一名科研助理?！遍Z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)原位紅外表征技術偏重于真空吸附方面，而吸附物種如果過量的話，就會產生游離態(tài)，分辨不清哪些是吸附質，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造成的數(shù)據(jù)干擾。隨后，他們又加入了一些氣路設計，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">SSn即熱新聞——關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，“我們逐步調整了各階段的預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)應用服務的，而我們的目標就是打開真實工業(yè)反應過程中的‘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用，但是由于催化過程的復雜性，催化作用機理與催化劑設計卻始終蒙著“神秘面紗”，理論研究與實際應用過程存在著明顯“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，設計并確定了新的“鉑-鈰-氫”三元界面氫化活性中心結構。
合作團隊還提出了“氫化活性位點”的新理論，相當于開創(chuàng)了催化劑設計的新大門，該結構的一氧化碳氧化反應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第一次“登上”正刊。
“這種新型的氫化反應中心能夠顯著提高氧化反應的速率和產物的選擇性，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提供可靠的技術路徑?！遍Z思楊說道。
不設限的“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、科研院所等機構常見的職位，主要是協(xié)助科研人員開展學術或技術研究工作。在他們的日常詞典中，“重復”是關鍵詞。打開精密儀器，關上數(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。”
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果都截然不同。有時候同一個反應用不同的催化劑，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，萬變不離其宗?！?span style="display:none">SSn即熱新聞——關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?！?span style="display:none">SSn即熱新聞——關注每天科技社會生活新變化gihot.com
“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
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Science論文截圖 
