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博后3年陷入低谷，他回国2年“憋出”重磅成果

学术 2025-01-30 20:01 北京

文｜《中国科学报》记者廖洋实习生王冰笛

从全球五十多个候选成果中脱颖而出，他成为“2024年度安东帕公司全自动吸附奖”全球唯一获奖者。研究成果自面世之初，就收到了国内外多家企业抛来的寻求合作的橄榄枝。

“闪光”的成绩背后，中国科学院青岛生物能源与过程研究所（以下简称青岛能源所）研究员卢鹏有过一段试图努力却依然反响平平、不断“消沉”的经历：前往美国读博后时满怀憧憬，却发现实验室刚刚筹建，设备、样本、药品样样缺乏；在美国的三年多时间里，团队项目推不下去，自己的方向被限制，投入大量精力却产出甚少……

近日，历时两年多的坚持和探索，卢鹏与青岛能源所教授Valentin Valtchev在新型沸石分子筛合成领域的成果取得了突破性进展。研究成果在线发表于国际顶级期刊Nature杂志。这也是青岛能源所建所18年来首篇Nature。

成果发表的这段时间里，卢鹏从副研究员顺利晋升为研究员。他终于收获了“一点点”肯定……

卢鹏

1

十台气相色谱

推他走入科研大门

卢鹏很早就对化学有了探索欲。那时，五岁的小卢鹏会偷偷拿妈妈的化妆品，把不同成分的化妆品混合在一起，做调配实验。

2009年，卢鹏在青岛科技大学化工学院化学工程与工艺专业读研一。此时，他已经通过导师的指导，在中文EI核心期刊《高校化工学报》上发表了第一篇论文。

在导师徐东彦看来，卢鹏极具科研潜力，因此有心栽培。

可卢鹏本人的心早已跑到九霄云外。那时候，他只希望毕业后直接就业。研究生期间，他已经在校外兼职化学和英语老师，即使徐东彦并不认同。

毕业后，他进入了天津一家医药外包公司，从事医药研发工艺设计工作。然而工作环境受限、内容枯燥，仅仅两个月，他便选择离职，再次回到青岛，入职青岛墨尔文中学做了一年的化学老师。

尽管徐东彦对卢鹏当初放弃科研的选择有些生气，但导师终究不愿看着自己的学生在不适合的路上越走越远。

“再考虑一下考博士吧！”2012年1月，徐东彦鼓励卢鹏报考中国科学院大连化学物理研究所（以下简称大连化物所）的博士。由于对科研认知不够，决心不足，卢鹏一战失败。2013年6月，应大连化物所博导许磊的邀请，卢鹏进入其课题组担任科研助理。

一走进实验室，卢鹏瞬间震惊了，对科研的印象一下子发生了转变。

这是他第一次看到一个研究组竟然有十台气相色谱仪，而且全部是国外进口！

“当时一下子来到这么高的科研平台，有那么贵的仪器可以让我‘玩一玩’，开始觉得科研有了光环。”卢鹏回忆道。

他逐渐感受到了科研的魅力，并在半年后，成功考取博士生。

读博期间，卢鹏专注于九元环分子筛的研究。而课题相关文献稀缺、难度高，即使耗费大半年时间也难以重现推进。一时间，他很犹豫，考虑是不是应该更换课题。

一次偶然的想法，卢鹏就一篇文献中的疑问，尝试向西班牙马德里材料科学研究所教授Miguel Camblor发送了一封邮件请教。Miguel Camblor第一时间回复，并给出了十分详尽的解释。

于是，一个新的念头萌生。卢鹏申请了国家留学基金委联合培养资助，在凌晨的航班中，飞向西班牙跟随Miguel Camblor学习一年。

卢鹏在西班牙

抵达西班牙时正值凌晨四点多，当Miguel Camblor亲自出现在机场接机时，卢鹏心中顿觉温暖。Miguel Camblor驾车，带着卢鹏去市区品尝了当地的特色早餐。“就类似咱们的油条搭配巧克力，挺好吃的。”卢鹏很喜欢，笑着回味。

Miguel Camblor留着一头长度过耳的卷发，络腮胡、啤酒肚，个头不高，但颇有文艺气质。

Miguel Camblor对卢鹏的指导可谓十分细致。在进行模板机合成实验时，卢鹏先撰写好实验方案。最初的几个实验，教授都会在一旁密切观察，确认他能够独立操作且没有问题后，便不再过多干涉。

以往，卢鹏仅仅将实验结果视为表面现象，Miguel Camblor则引导卢鹏学会从实验现象和数据背后挖掘重要原理，让其开始对分子筛有了更深入的理解。

卢鹏学会了深入探索背后的科学意义，并借助这一方法不断试验。在西班牙短短的一年中，他就发表了3篇文章，还有3篇在投稿中，这越发坚定了他从事科研工作的决心。

2

摆脱限制

让大分子也能轻松穿过

回顾这次研究成果，虽然时间称不上漫长，但是每一步却饱受煎熬。

2018年12月，短暂回国后的卢鹏再次踏上了前往美国约翰斯·霍普金斯大学做博士后研究的旅程。他本以为可以收获在西班牙时相似的科研经历，却在到达后发现，实验室是刚筹建的新机构，设备、样本、药品等都没有。

半年后，实验室才一点点筹备好，得以开展实验。然而，企业项目换了几个方案仍然无法推进，而自己的探索方向也受限于博后老板的经费与要求。

在美国的三年多时间里，卢鹏只发了一篇论文。他考虑过换组，也质疑过自己的能力。同时，儿子的出生虽然让他欣喜，但家庭与学术的压力却与日俱增。

2022年3月，卢鹏回国，入职青岛能源所。

青岛能源所

从现实来说，他必须有成果才能申请基金，而只有拿到基金才能有钱进一步研究。因此，刚入职却没有产出的卢鹏内心焦虑，满脑子都在想接下来要研究什么。他希望能找到一个既新颖又有价值的课题。

此时，蚌埠医科大学公共基础学院教授陈飞剑团队的研究进入了他的视线。

2021年12月，陈飞剑采用大尺寸模板剂，成功制备出接近1纳米孔径的超大孔分子筛。尽管该成果仍处于微孔范畴，但却是首次实现硅铝组成且结构稳定超过1纳米的分子筛。

看到这一成果时，卢鹏难掩内心激动。

这个方向既有潜力，同时与自己此前的研究方向相关联。经过综合评估，他毅然决定在前期的研究基础上探索新方向、做出新突破。

2022年3月起，卢鹏一头扎进了实验室，不断对单头有机分子进行调变，将其设计为双头结构，并通过调控中间碳链长度，以期制造出更大孔径的分子筛。

为什么非要执着于分子筛的孔径？

这要从200多年前讲起。

18世纪50年代，瑞典矿物学家发现一种加热会冒水汽的石头，将其命名为沸石，这是分子筛的“曾用名”。1932年，Mac Bein提出“分子筛”概念，因其孔径在纳米级以下，可通过尺寸筛分不同分子。

分子筛涵盖多种具有此功能的无机或有机材料，沸石是天然材料中的一种。按照孔径大小，沸石可分为微孔（2纳米以下）、介孔（2纳米到50纳米）和大孔（大于50纳米）。然而，此前无论是天然还是人工合成的沸石，基本都局限于微孔范畴。

如果能使分子筛的孔径更大，让大分子畅通无阻，同时具备较强的稳定性，那么即使在高温、水汽等特殊环境中，也能稳定地进行分子筛选工作。

从3月到11月，从春到冬，守在实验室里的卢鹏，衣服加厚了两层，却还是难以确定碳链长度。

叶子一片片转黄，卢鹏的实验结果也一次次失败。叶落泥土，但他的心却始终不肯屈服。他每天都在实验室里反复尝试，虽然过程很枯燥，但一想到可能会有新的发现，又充满了动力。

2022年11月，在卢鹏的悉心指导下，他的硕士生尝试了中间碳链长度为8个碳的情况，成功合成出样品。

回忆起当时的情景，卢鹏难掩兴奋，“当看到合成出样品的那一刻，我心跳都加快了，感觉曙光就在眼前！”

他们通过X射线衍射的初步判断、氮气或氩气的进一步物理吸附测试，最终确认该样品孔径接近2纳米。

那一刻，所有的努力都值得！

2024年1月8日，万事俱备，团队满怀信心地向Nature投稿。两三周后，稿件进入送审阶段，

但是，40多天的等待时间对卢鹏来说，比做实验的一年还漫长。他们每一天都在猜测审稿结果。

终于，2024年2月下旬，他们收到了第一轮审稿意见。

三位审稿人中，有两位给出了非常正面的评价，但第三位审稿人则提出了一些较为尖锐的问题和建议，要他们对实验某些细节和数据做进一步分析完善。

为补充大量实验数据、对数据分析方法进行优化和验证，团队再一次奋战在实验室，多次讨论、反复试验。而卢鹏更是日夜坚守，协调工作。

2024年4月初，团队完成了修改稿的提交。又经历了漫长的两轮修改之后，他们收到了Nature的录用通知。

卢鹏激动地说：“所有的努力都没有白费，这一刻我们等了太久了！”

分子筛材料研究组合影

3

全球唯一获奖者！

在能源领域，沸石分子筛的气体分离与净化功能可以高效捕集二氧化碳，以减少温室气体排放。其优异的催化性能也使其成为燃料电池、太阳能电池等新能源技术中的重要材料。

在生物医药领域，沸石分子筛可作为药物载体，实现药物的靶向输送和控释。

卢鹏的分子筛就像一个“超级筛子”，可以让化工生产过程更高效、更环保。比如，在石油加工过程中，该材料能更高效地将重油转化为汽油和柴油，转化率超过80%，远高于目前65%的平均水平，颠覆了该领域研究者对常规分子筛水热合成的理论和固有认知。

随着全球对清洁能源和环境保护的日益重视，沸石分子筛的应用前景十分广阔。

因此，成果一经取得，许多企业纷纷抛出橄榄枝。

2024年，他们与中国石油、大连化物所就该材料的应用建立了初步合作，将在重油催化裂化、羰基化制可降解塑料单体等工业化应用方面开展合作研究。

2025年1月，美国一家石化公司也与他们进行了对接洽谈，希望能实现材料的应用转化，更好地发展低碳经济。

科技奖项也开始聚焦这一成果。2024年，他们的成果获得了山东省科技创新成果奖项。同时，他们还从全球五十多个申请者中脱颖而出，拿到“2024年度安东帕公司全自动吸附奖”，成为了该奖项的唯一获奖者！

分子筛材料应用前景广，“会担心被国际同行或企业模仿吗？”

“我们的文章在发表之前就已经完成了专利申请保护，因此不怕被模仿。”卢鹏坦言道，“即使被外界模仿，也是一个验证我们的工作真实性的过程。”

对于与外界合作，卢鹏始终持审慎态度。

他们进行了更广泛的应用专利布局，数量达到二十余项，并在与企业合作前，就作出了明确约束说明。

在结束采访后，卢鹏将远赴法国参加颁奖仪式。

*文中图片均为受访者提供

编辑 | 方圆

排版 | 志海

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