27個月、4輪修改，將論文投到國際頂尖雜志的過程中，她經(jīng)歷了什么?從“科研小白”到“沸石合成的第五代傳人”，逐漸闖出一片新的天地并愛上科研，她的心路歷程如何?面對科研，她有怎樣的經(jīng)驗分享呢?今天就讓我們走近南京工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院2020級博士生劉曉玲，品一品她在科研路上的苦與樂。
“意外發(fā)現(xiàn)”開啟一條高精度沸石“合成之路”
MOR和Beta是重要的沸石分子篩，其中金屬摻雜的MOR和Beta沸石一直是研究重點，然而相關(guān)合成難度大，酸水解路徑合成Beta沸石需要長時間練習(xí)才能掌握。魯迅先生在《秋夜》中提到：“在我的后園，可以看見墻外有兩株樹，一株是棗樹，還有一株也是棗樹。”現(xiàn)在回憶此句，劉曉玲不由自嘲道：“我做的課題，一個是Beta沸石，還有一個也是Beta沸石。”如何做點不一樣的東西?如何讓科研成果更加實用?在科研的道路上，劉曉玲一直都在思考。
2017年，劉曉玲開始接觸沸石分子篩捕集二氧化碳方向的課題。在此之前，課題組已經(jīng)發(fā)現(xiàn)金屬摻雜的沸石在化工領(lǐng)域有著廣泛的前景，但是還有很多需要探索。剛開始接觸這項課題，劉曉玲從最基本的合成開始做起，面對剛開始的合成，她并沒意識到合成參數(shù)的細微變化就可能影響測試結(jié)果。“當時只是覺得這些合成出來的樣品，沒有那么精細，吸附性可能沒有多大差別。”
2018年暑假，實驗室從丁家橋校區(qū)搬遷到江浦校區(qū)，在江浦校區(qū)完成實驗后，劉曉玲突然有了意外的發(fā)現(xiàn)：同樣的實驗步驟、同樣的試劑用量，經(jīng)過測試，樣品竟然有細微的差別。這讓劉曉玲萌發(fā)了一個念頭：如何才能合出高精度的樣品?于是，劉曉玲萌發(fā)了深入研究MOR沸石吸附分離性能的想法。
“沸石的合成需要摸索的，很多時候在陌生或者不熟悉的環(huán)境下，很難合成出來。”劉曉玲說道。那段時間，“泡”在實驗室成為了劉曉玲的生活常態(tài)。通過不斷摸索，劉曉玲合成出了高精度樣品，團隊試著將論文投稿至Science雜志。
四輪修改歷時27個月，科研成果登上頂尖雜志
2019年6月，Science雜志給出了返修意見。“幸運的是，審稿人很看好我們這個研究結(jié)果，沒有拒稿，而是給了我們一年的時間返修，這就需要我們重頭再來，合成出更高精度的樣品并且找到規(guī)律。”劉曉玲說，第一輪返修，時間緊迫，壓力最大。很快課題組確定了實驗方案，申請到了2019年下半年的中國散裂中子源(東莞)和中科院大連化學(xué)物理所高精XRD的寶貴機時。“實驗需要平行地合成大量高品質(zhì)的樣品，在別無他法的情況下，我們只能高強度地重新摸索條件。”
3天時間拿到高質(zhì)量的中子譜圖數(shù)據(jù)，對于解析結(jié)構(gòu)起了重要作用、兩個月時間做出了足夠多的樣品，便于摸索測試、請已畢業(yè)的師兄師姐回來指導(dǎo)……然而，該材料的合成周期長，實驗結(jié)果的非及時響應(yīng)性極強。數(shù)月過去了，對于合成規(guī)律，劉曉玲依然毫無頭緒。“有時候感覺一些樣品在外觀上很接近高精度樣品了，但是仔細測試后，性能還沒有達到最佳。那段時間壓力也很大，但既然做了，就要堅持到底。”劉曉玲說道。根據(jù)已合成出的好的樣品，不斷摸索，找到共性，團隊慢慢地找到了規(guī)律。團隊經(jīng)過近一年的實驗、數(shù)據(jù)分析，將修改稿在最后的期限前提交。
兩個月后，團隊收到了編輯的來信：增加了新的審稿人，提出了新的意見，需要進一步修改。“這一輪并沒有給定期限，我們積極準備樣品，進行補充實驗，不斷完善修改稿。”劉曉玲說。收集了充分的實驗證據(jù)、反復(fù)核實修改稿中的每一個細節(jié)后，第二輪修改在6個月后結(jié)束了。又是兩個月的間隔，團隊再次收到了編輯的答復(fù)：審稿人提出了新的意見，還需要進一步修改。
“幾輪修改后，其實心理上也有些焦慮，團隊里王軍老師和周瑜老師也一直在鼓勵著我，既然做了，就要努力把自己能做的做到最好。”劉曉玲說。相對于前面兩次修改稿的準備，這一輪的問題不多，只需在已經(jīng)美輪美奐的“衣服”上再增加幾個元素，增加水汽條件下樣品的綜合對比測試，提升“衣服”的品質(zhì)。這依然不是一件容易的事情，面臨的難題依然是重復(fù)實驗。“方法依舊是那個方法，操作已經(jīng)非常熟練了，我和師妹們一起，很快拿到了理想的數(shù)據(jù)。”劉曉玲說道。兩個月后，團隊再次投出了修改稿。一周后，團隊收到了編輯的來信：格式需要進一步修改。
“格式的修改需要的是細心和耐心，而這恰恰是這么多年，我被多輪修改所錘煉出的長項。”劉曉玲說，這篇稿件正文部分并不長，但是附件長達近200頁，包含幾百張圖，對每一個小細節(jié)修改后，都需要進行細致的校對。經(jīng)過數(shù)日的努力，格式校對后的稿件終于被投出。很快，編輯來信：論文接收了。
得知論文被接收，劉曉玲長舒一口氣，27個月里歷經(jīng)4輪修改，感謝自己并未放棄，除此之外，劉曉玲還特地強調(diào)道：“這項成果凝聚了十年內(nèi)王軍教授、周瑜教授和師姐師哥們的心血，團隊的力量無限大，時間可以說明一切。”
據(jù)悉，這項科研成果破解了沸石分子篩碳捕集痛點，二氧化碳吸附量和分離比創(chuàng)新高，且性能不受水汽影響。周瑜教授是第一作者，劉曉玲與碩士生張建林、王磊副教授、浙江大學(xué)崔希利教授為共同第一作者，王軍教授為通訊作者。
從“科研小白”到Beta沸石合成“第五代傳人”
對于Beta沸石這位“老朋友”，劉曉玲是再熟悉不過了，可是剛接觸科研的時候，劉曉玲對沸石是一無所知。
2017年9月，劉曉玲進入南京工業(yè)大學(xué)攻讀碩士研究生。作為一個新手，面對新的陌生環(huán)境，如何早日上手開展相關(guān)研究是擺在她面前的第一個大難題。
“剛開始對于真正的科研也沒有多少概念，就想打好基本功，從最基礎(chǔ)的開始做起。” 檢索文獻不熟練，于是逐一研讀課題組所發(fā)表論文的相關(guān)文獻，認真學(xué)習(xí)課題組師兄師姐的碩博論文成了劉曉玲最初的“日常”。通過學(xué)習(xí)文獻掌握了一定的調(diào)研方法后，她就相關(guān)疑點多次向?qū)熀蛶熜謳熃阏埥?、討論，逐步了解了沸石的相關(guān)知識。慢慢地，在師姐的帶領(lǐng)下，劉曉玲開始了相關(guān)實驗。“沸石的合成不易，步驟多、操作要求高。沸石的表征也涉及多達十幾種的常見表征。催化反應(yīng)對于反應(yīng)操作和定量定性分析均有較高要求。”劉曉玲說，一開始的時候，多次實驗都沒有合成出相關(guān)材料，但是她堅信“堅持是關(guān)鍵”“熟能生巧”。研究生二年級時，劉曉玲獨立開展相關(guān)研究工作，通過反復(fù)實驗和分析，團隊明確了沸石孔道的封裝效應(yīng)。劉曉玲分別以一作和共同一作的身份在國內(nèi)權(quán)威催化期刊和國際綠色化學(xué)領(lǐng)域的重要期刊發(fā)表了相關(guān)論文，這也讓她更加有信心投身接下來的科研中。
“課題組里Beta沸石合成歷史悠久，而我則已經(jīng)是‘第五代傳人’了。”劉曉玲說道，“前面四代人為我們打下了很好的基礎(chǔ)。”2020年，劉曉玲繼續(xù)攻讀博士學(xué)位，到目前為止，她也取得了豐碩的科研成果，共發(fā)表SCI論文6篇，其中以第一作者(含共同)在Science等期刊發(fā)表SCI論文3篇，申請中國發(fā)明專利1項。
對于科研，劉曉玲也有了自己獨特的看法：就個人而言，需要做到“智”“仁”“勇”。劉曉玲解釋道：“‘智’是需要在專業(yè)知識和技能方面不斷提升，力求達到科研所需的能力;‘仁’是需要在個人素養(yǎng)和集體意識方面不斷提升，力求到達科研所需的心性;‘勇’是需要在個人意志和堅忍不拔精神方面不斷提升，力求達到科研所需的心境。”
Science雜志接收論文后，劉曉玲在隨筆上寫下了這樣的一段話：科研之路充滿艱辛，永遠是一條荊棘之路，身后為萬丈深淵，只能是永攀高峰，否則如逆水行舟，不進則退。上帝在關(guān)上一扇門的同時，也許會留下一扇窗戶?？傊?，科研在于不斷探索未知。在未知的路上，心中需有猛虎，方能不怯于前行。
相信在未來的科研道路上，劉曉玲一定能扎根大地，在自己的專業(yè)領(lǐng)域中閃閃發(fā)光。
責(zé)任編輯：Rex_01
