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新时代奋斗者“上海市五四青年奖章标兵”张琦:将实验中每个

房间里,摆满了各种烧瓶、试管,玻璃管内流淌着色彩各异的试剂,这里看上去与普通的化学实验室没什么不一样,却是上海高校内唯一以诺贝尔命名的实验中心——费林加诺贝尔奖国际联合研究中心。这里,始终有一个年轻人的身影,他似乎永远盯着试管在发呆。他名叫张琦,华东理工大学化学与分子工程学院2015级博士研究生,日前被授予上海市青年五四青年奖章标兵。   “学霸”一词已经远远不能形容张琦的学术贡献——从大二基于大学生创新实验项目成果发表第一篇学术论文,到以第一作者身份与诺贝尔化学奖得主伯纳德·费林加共同发表论文于《科学》(Science)子刊《科学·进展》(Science Advances)上,张琦至今已在国际SCI期刊上发表了24篇论文,其中第一作者9篇,论文被引300余次,单篇最高被引50次,解决了多项国际前沿科学难题。   不仅仅是在国际一流学术期刊上的亮相,张琦的研究更注重实际应用、挑战国际科技前沿。2016年,来自荷兰格罗宁根大学的费林加教授和另外两名学者因“分子机器”共同获得了当年的诺贝尔化学奖。什么是分子机器?有一个形象的说法:比头发还要细1000倍的机器。它的发现,带来了无限的概念。可是,相当长时间内,如何使用“分子机器”,仍是科学家们攻关的难题。   大胆假设,精心设计,30个月的执着,20多步的有机合成,数千次的采集数据之后,张琦团队终于成功地在实验室中人工合成出新的分子机器——只有头发丝直径万分之一大小的人造分子肌肉。这也是我国科学家在人工分子机器这一诺奖领域里取得的又一个重大突破。   “作为一个年轻的中国科技人,要将自己的理想与国家的科技梦联系在一起”,这是张琦经常说的。他告诉记者,本科大二时的一次偶然,“我第一次感受到了什么是化学研究,什么是真正的实验室。”从此,一株科研幼苗在张琦心底萌生。当时,他在化学学院刘金库老师的指导下,申请了国家级大学生创新创业训练计划项目,并取得了“优秀”的结题成绩。那时候,他一周两到三天在相距40多公里的奉贤、徐汇两校区间奔波,每天阅读外文文献,寒暑假一有空就到徐汇校区“加班“,一加就是一个月。回想起当时的那股“洪荒之力”,张琦眼里流露出满满的自豪。   功夫不负有心人,经过20多次的修改后,张琦的第一篇SCI论文终于在化学工程顶级期刊 Ind. Eng. Chem.Res.发表,还收获了2个专利。张琦回忆:“除了发表文章,这次挑战带给我更多的是,如何带领团队攻克课题难点,如何在实验中化腐朽为神奇。”   后来,张琦被保送进入了华东理工大学田禾院士、曲大辉教授的课题组直博,开始接触超分子领域。与别人不同的是,他喜欢多领域阅读并善于横向比较,一有灵感就记录下来,和导师就课题可行性和科学性进行深入讨论,一旦产生共鸣,就立马着手去做。   在做本科毕业设计的时候,张琦大胆假设,将两篇上世纪80年代“尘封多年”早已失去关注度的“古老”文献有机结合,让“老树开了新花”,重新设计并成功开发出了新一代光响应智能纳米材料。这也使得他在博士一年级的时候,就以第一作者身份在国际顶级化学期刊Angew. Chem. Int. Ed.上发表了论文,读博刚起跑就进入了最佳状态。“我坚信没有比脚更长的路,没有比人更高的山。”张琦说,做科研只管攀登莫问高。   张琦的科研灵感不仅来源于文献,更来自于奇妙的自然。他热衷于在大自然创造的生命体中找寻化学创造的可能性。当他了解到细胞中具有刺激响应行为的酶催化剂后,立即产生了一个大胆的设想:是否能在实验室中,利用化学合成的手段创造一种催化材料,来模拟酶催化剂的可开关式的独特功能?   经历了多次失败和总结,张琦成功地合成出一种智能催化剂——能够像酶一样催化活性可开关。这个独特概念的提出,也吸引了多位国际同行科学家的关注。在一次国际学术会议上,有人问他是怎么想出把催化剂“变活”的,张琦开玩笑地回答:“我细胞里的酶告诉我的。”   2017年,伴随着费林加诺贝尔奖国际联合研究中心在华东理工大学成立。诺贝尔奖得主费林加来到学校,给了张琦与大师合作的机会。回忆起费林加教授第一次来学校交流的情景,张琦说:“当时,我问教授是否有兴趣去上海周边逛逛,教授说自己的兴趣在于工作,化学就是他的生活。”国际大师的言传身教,又影响着张琦和他的每一位团队成员。   不过,与费林加的合作,则源于张琦的一次“失败”和他的努力。在一次合成实验之中,张琦苦恼地发现,有类化合物总是倾向于自发变成不利于实验结果的凝胶,而一旦这个“破坏因子”出现,就意味着实验失败。“塞翁失马,焉知非福,不妨换个思维,看看这个反复出现的凝胶到底是什么来头?既然这类化合物这么容易变成聚合物,能不能把它作为一种全新的聚合物材料使用呢?”   经过上百次提取、冷凝,数千次的反复试错,张琦意外地发现了一类原始创新的超分子聚合物,它可以将自修复聚合物材料的断裂伸长率这个指标提升到国际领先的150倍。这就是张琦以第一作者身份与费林加教授共同在《 科学·进展 》( Science Advances )上发表的成果。成果发表后,引起了学术界和工业界的争相报道和评述,美国C&EN杂志对其进行亮点报道,称它将会推动粘附剂、自修复材料、可穿戴设备等多个重要领域的发展。   如今,张琦准备在博士毕业后前往费林加教授课题组进行博士后深造,继续进行人工分子机器的研究。他立志学成后归母校任教,进一步助力联合研究中心的发展和壮大,为国家的基础研究增砖添瓦。   很多人问张琦,做科研、研究化学的秘诀是什么,他简单地说:“要善于发现化学之美。化学之美可以是一个分子结构,一张照片,一个概念。因此,每当想起一个好点子,或者观察到一个实验现象,我都会去思考这些能否展现化学之美,去真正地吸引读者。”推荐阅读:以化工产业为特色看金山第二工业区如何转型新时代青年人物时代楷模!
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