从小想法开始生根发芽

2022-06-09 21:45朱清瑗
中国科技教育 2022年4期
关键词:英才催化剂课题

我一直对化学有着浓厚的兴趣。在报名英才计划后,我尝试做了人生第一个课题,完成了一篇关于环保木器漆研制的课题报告,并入选了英才计划,进入复旦大学化学学科郑耿锋教授的课题组学习。

2021年1月与郑教授第一次见面,他向我介绍了课题组目前研究的碳基能源化学催化方向,并提供了10余篇论文和一些书籍供我阅读钻研,我对其中的电催化C02还原很感兴趣,计划以此为课题开展研究。在电催化CO2还原中,催化剂尤为重要,因此选择有研究意义和创新性的催化剂是我在选题时主要思考的问题。考虑过身边各种各样的材料,包括树叶、易拉罐等,但这些材料不是已经被实验过,就是不太合适用作催化剂。

有一天,我在查阅资料时,看到l篇关于富集植物的文章,这类植物可以吸收大量的金属元素,但不会影响自身生长,当时就灵光一现,想到了将富集植物运用于制备催化剂的可能性。但是,那篇文章中提到的植物很难获得,而且种植难度高。尽管感觉这个方向不太可能被用于实践,还是把想法告诉了郑老师。没有想到的是,郑老师说我这个想法“顶有意思”,并指点我不一定要用那些难种的植物,可以尝试种植身边的植物,例如豆芽菜、葱、韭菜等。

自己的想法能够被认可,让我非常激动,接下来我便开始了种菜之旅。一开始不知道应该选哪种植物,就进行了各种尝试,比如豆芽、印度芥菜、空心菜、柳枝等,最终决定种植豆芽菜,因为它的生长周期短,易种植且能吸收金属离子,初步测试结果表明它的电化学性能也不错。郑老师看了测试性能结果后,建议我尝试改进豆芽菜种植方法,看是否能进一步提高它的电化学性能。

自此,如何把豆芽菜种到最好成了我的重要任务。通过查阅相关文献,尝试了不同的方法,从金属离子的浓度到一天浇几次水等方面不断改善。父母专门空出院子里的玻璃阳光房作为我的种植实验场地,还购买了专门用于发芽的恒温箱,不断地尝试改进下来,我感觉自己都快成为豆芽菜种植专家了。

暑假里,大半个月的时间几乎每天都待在实验室,那段时间的实验结果总是难以令人满意,我感到有些迷茫。一天,走出实验楼时,正好碰见郑老师,就跟他讲了我的焦虑。郑老师告诉我要“beconfident”,给予了我信心。他说,不用特别在意法拉第效率的实验结果,目前的性能已经足够了,我的研究重心是提出了一种“种出来的催化剂”的新概念,可以加上“浸渍法”作为补充实验,与“种植法”的催化性能进行对比,以强调我的催化剂的优势。郑老师的指导为我进一步的研究方向提供了重要建议。

慢慢地,我逐渐开始接受不够满意的结果,并以良好的心态面对实验过程中发生的各种小意外,比如碳化样品时用作保护气的氩气漏了,导致碳化材料浪费;或者提前2周预约了CO2还原实验,但做实验时发现CO2气体用完了等。师兄师姐跟我讲这些情况都是常态,不仅让我感受到了大家的安慰,也更加明白了实验不是一个快速简单的过程,而是需要耐心地、乐观地面对种种意外并想办法解决。同时,在一次次的实验中,我对相关领域的理论有了更加深入的了解,也熟练掌握了实验中的各个步骤。

9月,我开始撰写论文《种植豆芽菜衍生的碳负载过渡金属纳米颗粒在电催化中能源转化的应用》,并准备PPT。我带着论文参加了一场又一场答辩,每次评委提出的问题都是论文修改的宝贵建议,经过一次次答辩,我的论文越来越完善。在此期间,我还报名参加了丘成桐科学奖的比赛,从两轮初赛和半决赛一路走到总决赛。那段时间,课题已经成为了我生活中的一部分,时不时就会思考如何进一步完善实验。郑老师在我遇到问题时也会给予耐心的指导,他的每一次点拨都能引发我的感悟与进一步思考。最终,我在全球总决赛中拿到了化学组的金奖,能够与世界顶尖科学家、院士面对面交流,分享我的研究成果,这份荣誉是对我一路以来工作的最大肯定。

感谢英才计划这个平台,让我第一次踏入了高校实验室,见到了很多以前从未见过的实验仪器,学到了很多高中阶段接触不到的知识。感谢郑耿锋教授对我的耐心指导,感谢实验室课题组师兄、师姐给予我的帮助。

在英才计划近1年的时间里,我对自己能从O到完成1个课题感到不可思议。一开始灵光一现的小想法竟然真的做成了课题,并得到了专家的认可,让我觉得非常有成就感。

英才計划为我指明了前进的方向,强化了我的化学学习能力,挖掘了我的潜力,也坚定了我朝着专业化学方向研究的步伐,希望未来能在这个方向继续研究下去,让更多的想法生根发芽,通过不断灌溉长成参天大树。

朱清瑗

2021级英才计划化学学科学员

就读于上海外国语大学附属外国语学校,师从复旦大学化学系郑耿锋教授。培养期间完成课题“种植豆芽菜衍生的碳负载过渡金属纳米颗粒在电催化中能源转化的应用”,入选2022年中国科协青少年国际交流项目遴选冬令营,获得2021丘成桐中学科学奖(化学奖)全球总决赛金奖,2022级上海青少年科学社高级会员一等奖等奖项,参加第四届世界顶尖科学家论坛。21398F34-9AA9-47C7-B76B-62F3C59CFC0A

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