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Q1：請(qǐng)您為讀者們簡(jiǎn)單介紹一下您的科研歷程。

我于1994年入學(xué)我的母校吉林大學(xué)化學(xué)系，開(kāi)始我的化學(xué)學(xué)習(xí)之路，并于1998年取得理學(xué)學(xué)士學(xué)位，于2003年取得吉林大學(xué)有機(jī)化學(xué)博士學(xué)位。同年，我進(jìn)入德國(guó)馬普膠體界面研究所膠體系，跟從Prof. Markus Antonietti 和Prof. Charl F. J. Faul 研究組研究雜多金屬氧酸鹽的組裝及其光電性能。2004年10月加入加拿大國(guó)家納米研究所&阿爾伯塔大學(xué)化學(xué)系Prof. Hicham Fenniri 研究組，從事具有SERS活性的條形碼樹(shù)脂的制備及其作為傳感器的研究。2005年8月出站后進(jìn)入美國(guó)阿肯色大學(xué)化學(xué)與生物化學(xué)系Prof. Z. Ryan Tian 研究組，從事氧化鋅和二氧化鈦納米材料及光催化應(yīng)用的研究，并于2007年1月出站。之后于2007年2月進(jìn)入美國(guó)加州大學(xué)河濱分?；瘜W(xué)系和化工系Prof. Yadong Yin 和Prof. Yushan Yan 研究組，從事介孔空心納米材料的制備及催化應(yīng)用研究，于2009年10月出站。同年11月，我回國(guó)進(jìn)入中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所，中國(guó)科學(xué)院光化學(xué)轉(zhuǎn)換與功能材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，以研究員、中科院特聘研究員、博士生導(dǎo)師的角色從事能源納米催化材料研究至今。

Q2:：是什么把您吸引到催化的研究領(lǐng)域的呢？在科研的道路上有哪些重要的人影響了您？

我認(rèn)為催化領(lǐng)域之所以吸引了諸多學(xué)者的原因在于其背后蘊(yùn)含著改變世界的可能性。合理的利用一個(gè)催化反應(yīng)可以拯救數(shù)以萬(wàn)計(jì)的生命，例如合成氨反應(yīng)解決了世界糧食危機(jī)問(wèn)題。而若是不正當(dāng)?shù)乩昧舜呋慕痂€匙又會(huì)致使數(shù)萬(wàn)人陷入戰(zhàn)亂，流離失所，像是納粹德國(guó)利用費(fèi)托合成反應(yīng)發(fā)動(dòng)戰(zhàn)爭(zhēng)。我們雖生于和平年代，吃飽穿暖，但我們面臨的問(wèn)題，如能源危機(jī)、全球變暖等問(wèn)題卻一點(diǎn)不比當(dāng)年緩和。而我認(rèn)為這些艱難險(xiǎn)阻的“七寸”正是一個(gè)一個(gè)的催化反應(yīng)。試想，自己在實(shí)驗(yàn)室里的一個(gè)小小的杠桿可能翹起一次全人類(lèi)的進(jìn)步，這難道不讓人著迷嗎？而提到給我影響最大的人，我首先想到的便是光催化之父，來(lái)自日本的藤島昭先生，他在實(shí)驗(yàn)室無(wú)意發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體二氧化鈦具有明顯的光電效應(yīng)并將其用在光驅(qū)動(dòng)分解水產(chǎn)氫產(chǎn)氧以及殺菌降解等領(lǐng)域。至此，光催化的大門(mén)正式被打開(kāi)，就像普羅米修斯之火一般，在創(chuàng)造了新的領(lǐng)域的同時(shí)也點(diǎn)燃了諸多傳統(tǒng)領(lǐng)域。而同時(shí)被點(diǎn)燃的，還有包括我在內(nèi)的分布在全球的科研工作者們的激情。

Q3：中國(guó)催化的研究在國(guó)際上處于什么位置？

中國(guó)催化的研究水平目前無(wú)疑是處于世界前列的。無(wú)論是從文章的發(fā)表量，從事研究的人員數(shù)量以及投入的經(jīng)費(fèi)等數(shù)據(jù)來(lái)看都是數(shù)一數(shù)二的。我們當(dāng)然可以以此為豪，但我認(rèn)為我們也需要保持一定的危機(jī)感，時(shí)常修正研究領(lǐng)域的主干線，因?yàn)槲覀兊难芯坎还庖獜V，要大，還要優(yōu)，要深，要有用。

Q4：目前催化領(lǐng)域的發(fā)展存在的最大的挑戰(zhàn)有哪些？未來(lái)有哪些發(fā)展趨勢(shì)？

我認(rèn)為目前催化領(lǐng)域處于一個(gè)多點(diǎn)開(kāi)花的狀態(tài)。新的反應(yīng)、新的體系、舊的反應(yīng)和新的體系結(jié)合等等，每天都會(huì)報(bào)道出一些新奇的想法。但似乎對(duì)于科學(xué)問(wèn)題的深度以及實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題的精度的研究相對(duì)較少?？茖W(xué)是用來(lái)指導(dǎo)實(shí)踐的，而催化更是如此。從事催化領(lǐng)域研究的人肯定都清楚，這是一個(gè)十分艱巨的挑戰(zhàn)。實(shí)驗(yàn)室再完美也只能模擬實(shí)際的應(yīng)用，科研到應(yīng)用的轉(zhuǎn)化必須建立在對(duì)實(shí)驗(yàn)本身研究足夠深，對(duì)可能產(chǎn)生的應(yīng)用問(wèn)題的分析足夠細(xì)的基礎(chǔ)上。這便是目前面臨的最大挑戰(zhàn)。而發(fā)展趨勢(shì)一直以來(lái)都是與挑戰(zhàn)伴生的，明確了挑戰(zhàn)也就明確了發(fā)展趨勢(shì)。我認(rèn)為，未來(lái)催化領(lǐng)域的發(fā)展應(yīng)保持在探索新領(lǐng)域的同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)科學(xué)深度的鉆研并積極地嘗試科研成果轉(zhuǎn)化。

Q5：請(qǐng)您列舉一些您課題組現(xiàn)階段主要的研究方向和學(xué)術(shù)成果。

我目前主要針對(duì)光催化合成太陽(yáng)能燃料及高附加值化學(xué)品開(kāi)展相關(guān)研究工作。近年來(lái)一些高效非貴金屬光催化劑，特別是水滑石基光催化材料的發(fā)現(xiàn)極大地激發(fā)了我們對(duì)于這一科學(xué)領(lǐng)域的研究興趣。眾所周知，水滑石是一種由帶正電荷的主體層板和層間陰離子通過(guò)非共價(jià)鍵相互作用形成的二維晶體材料。它具有主體層板化學(xué)組成可調(diào)控，層間陰離子電荷和數(shù)量可調(diào)節(jié)等突出特點(diǎn)。近年來(lái)，我們利用水滑石基光/電納米催化材料，從構(gòu)建高效的表界面活性位這一角度出發(fā)，主要在以下三個(gè)方面開(kāi)展了相關(guān)工作：1) 通過(guò)可控合成水滑石超薄納米結(jié)構(gòu)研究表面缺陷對(duì)反應(yīng)分子的吸附與活化；2) 通過(guò)構(gòu)筑水滑石基催化材料界面結(jié)構(gòu)調(diào)控中間物種反應(yīng)路徑；3) 采用介孔SiO2 封裝策略強(qiáng)化活性位，保證催化劑穩(wěn)定運(yùn)行并富集反應(yīng)分子。未來(lái)，我們還將在原子尺度、納米尺度及介觀尺度等多尺度構(gòu)建及調(diào)控包括水滑石基催化材料在內(nèi)的非貴金屬光催化材料的表界面活性位，以期待進(jìn)一步提升太陽(yáng)能燃料及高附加值化學(xué)品催化合成中的活性及選擇性。同時(shí)，我們也將致力于發(fā)展更多高效的非貴金屬光催化劑，并利用多能量耦合如光熱協(xié)同催化、光電協(xié)同催化等手段進(jìn)一步拓寬其應(yīng)用價(jià)值，在基礎(chǔ)研究成果產(chǎn)業(yè)化方面作初步嘗試。

Q6：您認(rèn)為催化發(fā)展和應(yīng)用對(duì)我們的社會(huì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)會(huì)有哪些影響？

正如我前面提到的，催化反應(yīng)蘊(yùn)含著改變?nèi)祟?lèi)命運(yùn)的可能性。我在這里可以大膽的猜想，依賴不可再生能源的傳統(tǒng)的催化工藝完全被新型、清潔、可再生能源所替代后，以爭(zhēng)奪不可再生資源而引發(fā)的戰(zhàn)爭(zhēng)將徹底消失；沒(méi)有了污染，全球的自然生態(tài)環(huán)境質(zhì)量大大提高，各類(lèi)以化工品為原料生產(chǎn)的商品成本將大大降低，更多的精力和資源被節(jié)約出來(lái)從而可能促成諸多新技術(shù)、新領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，最終真正實(shí)現(xiàn)自然和人類(lèi)文明的全面和諧相處。

Q7：在您的科研生涯中，有什么印象深刻的事情與讀者們分享嗎？

最讓我印象深刻的無(wú)疑是我在美國(guó)做博士后研究期間，在一次合成實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，我誤將一個(gè)藥品的用量多加了十倍。原以為是一次徹底失敗的實(shí)驗(yàn)，但在后續(xù)的仔細(xì)觀察中卻發(fā)現(xiàn)了十分有趣的現(xiàn)象，據(jù)此現(xiàn)象展開(kāi)了后續(xù)的研究，最終得到了欣喜的結(jié)果，并發(fā)表于德國(guó)應(yīng)用化學(xué)期刊上，這也是我個(gè)人的第一篇德國(guó)應(yīng)用化學(xué)。這樣有趣的過(guò)程也時(shí)刻提醒我，建立在安全的前提下，實(shí)驗(yàn)永遠(yuǎn)不要怕失敗，只要有仔細(xì)的觀察，每一次實(shí)驗(yàn)都是有價(jià)值的。

Q8

您認(rèn)為科研人員最重要的品質(zhì)是什么？您對(duì)研究生或年輕的科研工作者有什么建議？

我認(rèn)為對(duì)于一個(gè)科研人員來(lái)說(shuō)，最重要的品質(zhì)就是堅(jiān)韌?？蒲袕膩?lái)都不會(huì)是容易的，這是它本身的價(jià)值賦予它的特征。最有價(jià)值的科研成果一定是靠咬定青山不放松的拼搏得到的。尤其是對(duì)于年輕的科研工作者而言，年輕賦予了你們更多的活力，同時(shí)也給了你們更多的考驗(yàn)。大千世界，花花萬(wàn)物都充分刺激著你們的身心，而身為一名科研工作者則要專(zhuān)心科學(xué)，要堅(jiān)信科學(xué)帶給你們的享受絕不比其他任何事物的差。而在科研之余，也要適當(dāng)?shù)拈_(kāi)拓視野，豐富自己的生活，熱愛(ài)科研卻不被科研綁架，以一個(gè)健康向上的姿態(tài)去迎接年輕和科學(xué)二詞帶給你們的使命。

Q9：工作之余，您有什么興趣愛(ài)好？

我最大的愛(ài)好是化學(xué)主題方面的集郵。我從小就喜歡收集郵票，這個(gè)愛(ài)好大約8歲的時(shí)候就開(kāi)始了，一直到大學(xué)。因?yàn)槲覍W(xué)的專(zhuān)業(yè)是化學(xué)，從事科研工作以來(lái)，我越來(lái)越關(guān)注化學(xué)主題方面的集郵，包括化學(xué)家頭像郵冊(cè)、諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)主題郵冊(cè)等等。集郵帶給我的快樂(lè)不僅在于收集、尋找的過(guò)程，我認(rèn)為郵票既是歷史記憶的載體，方寸之間又包羅萬(wàn)象。通過(guò)集郵，它激發(fā)了我對(duì)所在學(xué)科的興趣以及發(fā)展脈絡(luò)的了解，讓我感受到科學(xué)的魅力所在。我認(rèn)為出色的科學(xué)研究和優(yōu)雅的藝術(shù)創(chuàng)作是不分家的。郵票中化繁為簡(jiǎn)，精益求精的美學(xué)思想和我所追求的科研態(tài)度也不謀而合。

Q10：請(qǐng)問(wèn)您認(rèn)為什么是期刊發(fā)展最重要的因素？

結(jié)合當(dāng)下情況，我認(rèn)為一個(gè)期刊發(fā)展的最重要的因素就是嚴(yán)謹(jǐn)。期刊是全球科研工作的展示平臺(tái)也是交流平臺(tái)。我對(duì)于近年來(lái)發(fā)生的諸多撤稿事件，深表遺憾和憤慨，學(xué)術(shù)不端行為對(duì)于科研的發(fā)展尤其是一些交叉學(xué)科的研究往往是致命的。抵制學(xué)術(shù)不端行為需要科研工作者們和期刊工作者們攜手完成，科研工作者需要警鐘長(zhǎng)鳴，牢牢守住紅線，把好第一關(guān)，而優(yōu)秀的期刊也應(yīng)完善和優(yōu)化審閱機(jī)制，守住抵制學(xué)術(shù)不端的第二道關(guān)卡。只有這樣才能給予科研健康的土壤，開(kāi)出真正絢麗的花朵。

張 鐵 銳

中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所研究員、博士生導(dǎo)師，中國(guó)科學(xué)院光化學(xué)轉(zhuǎn)化與功能材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)士(1994–1998)，吉林大學(xué)有機(jī)化學(xué)博士(1998–2003)。之后，在德國(guó)(2003–2004)、加拿大(2004–2005)和美國(guó)(2005–2009)進(jìn)行博士后研究。2009年底回國(guó)受聘于中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所。主要從事能量轉(zhuǎn)換納米催化材料方面的研究，在Nat. Commun.，Adv. Mater.，Angew. Chem. Int. Ed.，JACS，Chem. Soc. Rev. 等期刊上發(fā)表SCI 論文200余篇，被引用17000多次，H指數(shù)71，并入選2018、2019、2020科睿唯安“全球高被引科學(xué)家”；申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利42項(xiàng)(已授權(quán)31項(xiàng))，在國(guó)際會(huì)議上做特邀報(bào)告40余次。2017年當(dāng)選英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)會(huì)士。曾獲得：皇家學(xué)會(huì)高級(jí)牛頓學(xué)者、德國(guó)“洪堡”學(xué)者基金、國(guó)家基金委“杰青”、國(guó)家“萬(wàn)人計(jì)劃”科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才等資助、以及太陽(yáng)能光化學(xué)與光催化領(lǐng)域優(yōu)秀青年獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)。兼任Science Bulletin 副主編以及Advanced Energy Materials、Advanced Science、Scientific Reports、Materials Chemistry Frontiers、ChemPhysChem、SolarRRL、Carbon Energy、Innovation、SmartMat 等期刊編委。現(xiàn)任中國(guó)材料研究學(xué)會(huì)青年工作委員會(huì)-常委，中國(guó)感光學(xué)會(huì)光催化專(zhuān)業(yè)委員會(huì)-副主任委員、中國(guó)化學(xué)會(huì)青年工作者委員會(huì)-委員等學(xué)術(shù)職務(wù)。

參考資料

[1]微信公眾號(hào)物理化學(xué)學(xué)報(bào)（ID：gh_82aca5fce752），專(zhuān)訪催化領(lǐng)域代表人物——張鐵銳研究員