“虽然我们原来的目标是
做个二三流的科学家,
到清华来以后,
我肯定不甘于做一个
差不多的科学家”
未来科学大奖-物质科学奖获奖者
李亚栋教授坦言
清华的学术氛围激发了他的雄心
他不再满足于平庸
而是立志要做出有原创性的工作
正是这种不甘平庸的精神
推动他在催化领域取得了革命性的成就
安徽师范大学化学系学士到高中化学教师
再到中国科学技术大学硕士及博士
最终成为清华大学化学系教授
李亚栋走出了一条非传统的学术之路
大学期间
他的成绩并不拔尖
但他坚信自己的学习能力
大学毕业后
他回到家乡中学任教
同时帮助弟弟妹妹走上学术之路
工作后再重拾科研绝非易事
但他还是选择更进一步
考入中国科学技术大学应用化学系攻读硕士
谈及自己的心路历程
李亚栋显示出一种非凡的毅力
“我一直自信
觉得我只要愿意学
就能学好
虽然大学成绩不突出
但我对知识的掌握和理解是深刻的”
他强调
早期不一定知道自己适合干什么
但只要不失去自信
找到自己感兴趣的事情
就能成功
在化学的世界里
催化被誉为“化学的灵魂”
“化工的发动机”
传统的催化剂如同球框中的球
只有外围的球能接触到并起反应
内部的球则被浪费
而单原子催化剂则不同
每一个原子都能参与反应
实现了100%的利用效率
“我就认识到这个将来
可以是划时代的事情
就是有可能人类从传统的
微米纳米时代
进入单原子单分子新时代”
李亚栋提出了几种合成策略
建立起单原子催化剂的工具箱
使得任何所需的单原子催化剂都能找到
这一成就
不仅在科学上具有重要意义
一旦实现大规模工业化
更将成为推动生产力发展的关键技术
在能源、环保、化工等领域具有广阔的应用前景
李亚栋在颁奖典礼现场
发表获奖感言时表示
“承诺如果未来单原子催化技术
实现了工业化、产生了经济效益
能真正造福人类
将我在单原子催化技术的部分所得
捐赠给未来科学大奖基金会”
于清华大学化学系执教
同时又于2022年回到母校
出任安徽师范大学校长
李亚栋教授对教育有着独特的理解
“这个教育有两条作用
一个是让你的自信心在不断地增强
第二点,这个教育让你独立思考
你的创造力和想象力
能够得到发挥”
他鼓励学生在写作时
不仅要总结发生了什么(What happened)
还要探索新的东西(What’s new)
并解释自己的理解和解释(Why)
这种3W的思考方式
正是他所倡导的独立思考的体现
同时
他鼓励学生们加强合作
定期交流
追求科学极致
他认为只有第一个发现者
没有第二个发现者
要的是找到真的方向
找到有价值的方向
并与大家分享
一辈子坚持做创造价值的事情
不断前行
坚持创造价值的李亚栋院士
怎样看待自己性格中的自信?
认为做人的根本是什么?
未来科学大奖获奖者纪录片
走近李亚栋教授不甘平庸的一生
李亚栋教授因对“单原子催化”的发展和应用所作出的开创性贡献,获得2024未来科学大奖-物质科学奖。
从纳米到单原子
推动催化技术升级换代
化学工业对现代社会的各方面具有重要的影响,而催化是当今化工产业的核心科技。开发高效催化剂和相应可行的合成方法是化学及化工学科最重要的研究目标之一。固相金属催化剂,通常是纳米颗粒催化剂,广泛应用于工业生产。为了开发金属原子利用率最优且催化位点及模式均一的异相金属催化剂,自上世纪60年代起,探索将金属分散于载体表面以单个金属原子为异相催化中心的催化剂开发就时有文献报道,但是该领域一直未得到发展。究其原因,缺乏简易可行、广泛适用的单原子异相催化剂制备以及科学表征方法是制约该领域发展的关键因素。
张涛、李隽和刘景月于2011年报道了铂(Pt)以孤立金属单原子状态镶嵌于氧化铁(FeOx)中的异相催化剂。这项研究建立了以单原子铂为活性催化位点的简单易行的固相催化剂的合成与鉴定,并展示了该催化剂具有优越的催化活性和选择性。张涛和合作者将此类催化剂所促成的催化功能命名为“单原子催化(Single-Atom Catalysis, SAC)”。他们继而展示了“单原子催化”可延伸至多种金属、载体和催化反应。这项里程碑式的原创性研究触发了“单原子催化”的爆发式发展,使其迅速成长为活跃的新兴催化研究领域。
李亚栋和合作者们系统性地开发了可设计、可控且具有普适性的单原子催化剂的合成方法。这些方法可提供形貌和络合环境确定的单原子催化剂。这些方法促成了具有高载量中心金属和均一微观结构的单原子催化剂的大规模合成,为此类催化剂应用于工业生产奠定了基础。这些方法被广泛用于具有各种功能的催化剂合成,从而推动了单原子催化在化工、材料、能源和环境等领域的发展,使其具有更为广泛的影响力。
张涛和李亚栋的开创性工作为认知异相金属催化剂的活性位点开启了一道门,也为在原子精度上调控固相催化剂提供了有效途径。他们所引领的单原子催化研究已成为异相催化最前沿领域。他们的研究成果已促使氯乙烯、乙酸、丙醇等大宗化学品绿色环保又高效节能的工业化生产,从而显示了单原子催化助力于人类社会的可持续发展的潜力。
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