462天攻坚，340页数据：看天津师大团队如何点亮“黑色黄金”

“原来每天在实验室见到的老师这么厉害。”近日，一则天津师大团队在化学领域取得重要进展的新闻在校内引发广泛关注。我校化学学院李春举教授团队的科研成果发表在Nature Synthesis上。该期刊是化学合成领域的国际权威期刊，此次科研成果是前不久天津师范大学首次作为通讯单位在Science正刊和Nature Chemistry发表研究论文后的又一力作。检查加热反应装置温控和手套箱水氧含量情况、分析核磁共振谱图和产物化学结构、反复强调安全操作的必要性和重要性……见到团队主要成员杜旭升老师的时候，他还在实验室有条不紊地忙碌着……

“还好吧……”问起科研取得突破后的心情，杜老师像众多理工科老师一样，沉稳内敛，话不多。但谈起研究内容，杜旭升眼里有了光……

更轻更灵活的人形机器人、更长时间续航且安全性更高的电动汽车、可折叠的透明屏幕、精准直达病灶的“纳米定向导弹”……这些在多年前只会在科幻电影中出现的“不可能”，在当下看来终究会实现。而让这些“不可能”变为现实的就是一种叫做碳纳米管的材料。

既然叫“管”，顾名思义，它的微观结构就类似于家里的水管，但这个管可不一般，它的直径在纳米尺度，长度可达数微米甚至毫米级。管径越细，长度越长，导电性能越好。碳纳米管密度仅为钢的1/6，但弹性模量是钢的5倍，强度最高可达200Gpa，抗拉强度是钢的100倍，这是什么概念？这意味着200根比头发丝还细的碳纳米管就可以拉起一辆汽车！不仅如此，它在常温下热导率也远超其他金属材料，被誉为工业“味精”“黑色黄金”。

明白了什么是碳纳米管，团队研究的“环对苯撑”（CPPs）也就好理解了。用一个形象的比喻，如果碳纳米管是一列火车，环对苯撑就是其中的一节车厢，“火车”想平稳可控地行驶，车厢至关重要。这类分子由苯环首尾相连而成，结构精巧，被视为实现碳纳米管精准化学合成的核心“种子”或模板，有望从根本上解决传统制备方法中产物手性与尺寸不可控的瓶颈问题，推动纳米碳材料走向按需定制的“分子制造”。

环对苯撑虽好，但因其环状结构的高张力特性，长期以来合成难度大、步骤繁琐、产率低，严重限制了其应用。

多去“想办法”少说“没办法”一直是李春举教授团队的科研态度，经过了无数次的思考、设计和实验，终于迎来了拨云见日的一天，他们联合南开大学、德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员，发展了一种名为“扩展联苯芳烃分子内偶联法”（ICEB）的新策略。

“该方法的巧妙之处在于：先构建一个结构更松弛的可定制化大环前体，再通过关键反应‘收紧’成目标纳米环，大幅降低了合成难度，并具有良好的普适性。”李春举教授说。利用这一高度灵活的模块化设计，团队成功制备了20种结构各异的环对苯撑衍生物，实现了对其光物理性能的精细调控。

“这项研究为复杂碳纳米结构的可控合成提供了新工具，意味着未来我们可以像‘定制服装’一样定制环对苯撑共轭纳米环。”李春举教授说。

“任何成功都不是一蹴而就的，精彩一瞬的背后，往往沉淀着经年累月的积累和不为人知的汗水。”回忆过往，李春举教授第一时间想到的就是这句话。

462天的实验历程、340多页的实验数据、243页的支撑信息、11个月的投稿期……论文线上发表的那天，杜旭升第一时间通知了每位学生，他们的开心让杜旭升终生难忘，也让这位“青椒”初次品尝到育人的甜果。

“我们收获了象征成功的鲜花，也获得了情比金坚的友谊，最重要的是，我们拥有了愈挫愈勇不向失败低头的心态，以后没什么可惧怕的了。”团队里参与该研究课题的五位研究生共同回忆道。

谈及未来计划，杜旭升笑言：“学校非常重视青年教师的发展和成长，出政策、搭平台，提供了很多靶向支持，我听说学校学科交叉中心已启动运行，我们也想组建涉及材料化学、生物医药和超分子科学等的多学科交叉团队。”

“近年来，我们确实能切身感受到学校科研生态的积极变化，不仅整体实力稳步提升，科研成果显示度也显著增强。尤其令人振奋的是，学校在基础研究和应用探索两端同时发力，多个学科方向不断涌现出有特色、有影响的成果。”李春举教授谈道。

“学校科研大会进一步明确‘强化特色、交叉融合、应用导向、开放合作’的总体思路，我认为这精准把握住了新时代高校科研发展的脉搏。”李春举教授语气坚定地说道，“在这样的布局下，我们的研究必须面向国家与区域的重大战略需求，真正让成果走出实验室、服务社会发展。学校积极为教师开展高水平研究创造条件、营造环境，这是支持，更是激励——鼓励我们沉下心来攻坚克难，把论文写在祖国大地上，把成果转化在高质量发展的实践中。”

任凤琪是李春举教授团队研究生之一，凭借努力，他已留校攻读博士研究生，方向为共轭纳米环的超分子组装研究。

“学校里有很多像李老师、杜老师这样的老师，他们潜心研究，思维开阔，让我在硕士期间如沐春风，也激发了我对科学研究的热爱。”任凤琪说。

如今，每当遇到困难，任凤琪总会不自觉地想起和团队一起日夜奋战的那些日子。他知道，在那记忆深处，团队里的每个人都手持烛光为他照亮，以最独特的方式，鼓励他坚韧不拔，保持热情，为科研报国无畏向前。

中国日报天津记者站 编辑：闫东洁 通讯员：张立新

来源：中国日报网