27個(gè)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(duì)科研，她有怎樣的經(jīng)驗(yàn)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(jí)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(diǎn)，然而相關(guān)合成難度大，酸水解路徑合成Beta沸石需要長時(shí)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(gè)是Beta沸石，還有一個(gè)也是Beta沸石。”如何做點(diǎn)不一樣的東西?如何讓科研成果更加實(shí)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(xiàng)課題，劉曉玲從最基本的合成開始做起，面對(duì)剛開始的合成，她并沒意識(shí)到合成參數(shù)的細(xì)微變化就可能影響測(cè)試結(jié)果。“當(dāng)時(shí)只是覺得這些合成出來的樣品，沒有那么精細(xì)，吸附性可能沒有多大差別。”
2018年暑假，實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)后，劉曉玲突然有了意外的發(fā)現(xiàn)：同樣的實(shí)驗(yàn)步驟、同樣的試劑用量，經(jīng)過測(cè)試，樣品竟然有細(xì)微的差別。這讓劉曉玲萌發(fā)了一個(gè)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(shí)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(shí)間，“泡”在實(shí)驗(yàn)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(tuán)隊(duì)試著將論文投稿至Science雜志。
四輪修改歷時(shí)27個(gè)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(yùn)的是，審稿人很看好我們這個(gè)研究結(jié)果，沒有拒稿，而是給了我們一年的時(shí)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(shí)間緊迫，壓力最大。很快課題組確定了實(shí)驗(yàn)方案，申請(qǐng)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(jī)時(shí)。“實(shí)驗(yàn)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(qiáng)度地重新摸索條件。”
3天時(shí)間拿到高質(zhì)量的中子譜圖數(shù)據(jù)，對(duì)于解析結(jié)構(gòu)起了重要作用、兩個(gè)月時(shí)間做出了足夠多的樣品，便于摸索測(cè)試、請(qǐng)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(shí)驗(yàn)結(jié)果的非及時(shí)響應(yīng)性極強(qiáng)。數(shù)月過去了，對(duì)于合成規(guī)律，劉曉玲依然毫無頭緒。“有時(shí)候感覺一些樣品在外觀上很接近高精度樣品了，但是仔細(xì)測(cè)試后，性能還沒有達(dá)到最佳。那段時(shí)間壓力也很大，但既然做了，就要堅(jiān)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(tuán)隊(duì)慢慢地找到了規(guī)律。團(tuán)隊(duì)經(jīng)過近一年的實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)分析，將修改稿在最后的期限前提交。
兩個(gè)月后，團(tuán)隊(duì)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(jìn)一步修改。“這一輪并沒有給定期限，我們積極準(zhǔn)備樣品，進(jìn)行補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)，不斷完善修改稿。”劉曉玲說。收集了充分的實(shí)驗(yàn)證據(jù)、反復(fù)核實(shí)修改稿中的每一個(gè)細(xì)節(jié)后，第二輪修改在6個(gè)月后結(jié)束了。又是兩個(gè)月的間隔，團(tuán)隊(duì)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(jìn)一步修改。
“幾輪修改后，其實(shí)心理上也有些焦慮，團(tuán)隊(duì)里王軍老師和周瑜老師也一直在鼓勵(lì)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(duì)于前面兩次修改稿的準(zhǔn)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(gè)元素，增加水汽條件下樣品的綜合對(duì)比測(cè)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(shí)驗(yàn)。“方法依舊是那個(gè)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(gè)月后，團(tuán)隊(duì)再次投出了修改稿。一周后，團(tuán)隊(duì)收到了編輯的來信：格式需要進(jìn)一步修改。
“格式的修改需要的是細(xì)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(xiàng)。”劉曉玲說，這篇稿件正文部分并不長，但是附件長達(dá)近200頁，包含幾百張圖，對(duì)每一個(gè)小細(xì)節(jié)修改后，都需要進(jìn)行細(xì)致的校對(duì)。經(jīng)過數(shù)日的努力，格式校對(duì)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(gè)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(qiáng)調(diào)道：“這項(xiàng)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(tuán)隊(duì)的力量無限大，時(shí)間可以說明一切。”
據(jù)悉，這項(xiàng)科研成果破解了沸石分子篩碳捕集痛點(diǎn)，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(duì)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(shí)候，劉曉玲對(duì)沸石是一無所知。
2017年9月，劉曉玲進(jìn)入南京工業(yè)大學(xué)攻讀碩士研究生。作為一個(gè)新手，面對(duì)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(gè)大難題。
“剛開始對(duì)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(xiàn)不熟練，于是逐一研讀課題組所發(fā)表論文的相關(guān)文獻(xiàn)，認(rèn)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(xiàn)掌握了一定的調(diào)研方法后，她就相關(guān)疑點(diǎn)多次向?qū)熀蛶熜謳熃阏?qǐng)教、討論，逐步了解了沸石的相關(guān)知識(shí)。慢慢地，在師姐的帶領(lǐng)下，劉曉玲開始了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。“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(dá)十幾種的常見表征。催化反應(yīng)對(duì)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(shí)候，多次實(shí)驗(yàn)都沒有合成出相關(guān)材料，但是她堅(jiān)信“堅(jiān)持是關(guān)鍵”“熟能生巧”。研究生二年級(jí)時(shí)，劉曉玲獨(dú)立開展相關(guān)研究工作，通過反復(fù)實(shí)驗(yàn)和分析，團(tuán)隊(duì)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(qǐng)中國發(fā)明專利1項(xiàng)。
對(duì)于科研，劉曉玲也有了自己獨(dú)特的看法：就個(gè)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(shí)和技能方面不斷提升，力求達(dá)到科研所需的能力;‘仁’是需要在個(gè)人素養(yǎng)和集體意識(shí)方面不斷提升，力求到達(dá)科研所需的心性;‘勇’是需要在個(gè)人意志和堅(jiān)忍不拔精神方面不斷提升，力求達(dá)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(yuǎn)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(jìn)則退。上帝在關(guān)上一扇門的同時(shí)，也許會(huì)留下一扇窗戶。總之，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
