“我想做重要的、有意義的科研”——訪中科院上海有機所黃正研究員

黃正研究員

起意訪問黃正博士是前不久參加的“未來材料和合成化學(xué)”為主題的啟明星論壇上，黃正是那次論壇的報告人之一。主持人介紹黃正簡歷時，他的背景引起我的關(guān)注，年方35的他有7年多的海外學(xué)習(xí)研究經(jīng)歷，兩年前剛回國即入選中組部青年千人計劃，第二年入選啟明星計劃，2014年獲得國家自然科學(xué)基金委優(yōu)秀青年基金資助，現(xiàn)在是中科院上海有機化學(xué)研究所研究員。那天他是最后一個報告人，他報告的內(nèi)容是講通過金屬有機催化劑，把廢塑料降解成燃油（柴油）或有應(yīng)用價值的化學(xué)原料。盡管黃正強調(diào)上述實驗還只是處在實驗室克級水平的小試階段，但是相信那天黃正的報告會吸引不少人，當(dāng)然也包括我。于是會后就和黃正相約采訪。約訪黃正還有一層原因，是因為前不久我聽到丁奎嶺院士等科研院所的當(dāng)家人都對引進(jìn)的青年千人給予很好的評價。黃正就是這樣的青年千人，借著對他的訪問也想對“青千”這一層次的人才有更多的了解。

經(jīng)商之家出了一個讀書郎

黃正，浙江東陽人氏，父母和兩個姐姐都在商海里打拼。黃正小時很調(diào)皮，但從小讀書很輕松，盡管成績起起伏伏，但他心理素質(zhì)好，不太在意成績，事實上只要他用心用功，成績很快就會上去?；蛟S看到兒子在讀書上是塊料，黃正的父母很支持他讀書，從來沒有鼓勵他走經(jīng)商賺錢之道。

黃正說他對化學(xué)的興趣最開始就在東陽中學(xué)念高中時，他們的班主任盧梁龍老師是化學(xué)老師，“盧老師對我影響很大，他上的課條理非常清晰，化學(xué)反應(yīng)及其原理講的很清楚。我正是從那時起喜歡上了化學(xué)，或許這也和我好動的性格有關(guān)。當(dāng)時就感覺化學(xué)非常生動，各種反應(yīng)可發(fā)生奇妙的顏色變化，是可以創(chuàng)造新物質(zhì)的學(xué)科，很吸引我。高考我化學(xué)接近滿分。我填的第一志愿就是化學(xué)?！?/p>

黃正就讀的是南開大學(xué)化學(xué)系。在做出選擇前他征求過盧老師的意見，盧老師對他說的這段話他一直記在心里：人生經(jīng)常就如十字路口，要做出正確選擇。你真的要選化學(xué)，就要做好投入十年時間的準(zhǔn)備。“盧老師的意思是你既然選擇化學(xué)，就要讀的深一些，他覺得我對化學(xué)有興趣又有專注度。所以鼓勵我走這條路。結(jié)果我花了十二年時間在化學(xué)的求學(xué)路上?！?/p>

一流學(xué)府奠定科研志向

回顧南開的求學(xué)經(jīng)歷，黃正說最讓他難忘的一幕是，“南開有一批老先生，不少已年逾八旬，但還在教學(xué)和科研崗位上，指導(dǎo)學(xué)生做課題。其中有一位化學(xué)系的申泮文院士，我進(jìn)南開時他已年逾八旬，經(jīng)?？吹剿麖募依矧T車到實驗室。還有一位老師周其林教授對我影響也很大，當(dāng)年查文獻(xiàn)不如現(xiàn)在方便，他做科研查資料在圖書館一呆就是半天，經(jīng)常見他搬著厚厚的文獻(xiàn)資料樓上樓下跑。老一代化學(xué)家對科研、對培養(yǎng)學(xué)生的熱情對我們晚輩是一種無聲的激勵。”

南開非常扎實的本科教育也讓黃正深受其惠：“大學(xué)本科做實驗先從拉玻璃管開始，在明火下對著煤氣燈拉玻璃管，這是訓(xùn)練我們基本的動手能力。實驗筆記的記錄要求嚴(yán)格而規(guī)范，每個反應(yīng)過程先加了什么，加了多少毫升溶劑，反應(yīng)液顏色有無變化，過了多長時間產(chǎn)生了什么，所有這些都要一五一十記錄清楚。我之后加入課題組做實驗?zāi)苡幸粋€較好的記實驗筆記的做法，就是受益于當(dāng)時南開本科實驗訓(xùn)練養(yǎng)成的習(xí)慣?！?/p>

黃正大四時接觸科研，他把本科和碩士論文的導(dǎo)師卜顯和教授稱為是把自己引入科學(xué)殿堂的人，“卜老師帶學(xué)生的方法是給你一個方向，他不是緊盯著你，而是充分相信你，給你充分的自由度，自己去查文獻(xiàn)、去設(shè)計反應(yīng)，課題出現(xiàn)困難怎么去克服，以及后期如何整理實驗數(shù)據(jù)并成文，整個過程自己直接參與，全身心投入。我正是在這個過程中體會到做科研的樂趣?！?/p>

受惠于良師和好的科研方法，碩士三年級時，黃正已有三篇以第一作者發(fā)表的論文，其中兩篇發(fā)在美國化學(xué)會所屬的雜志。也是在那時，黃正確定自己要以科研為業(yè)，而且要做重要的、有意義的科研，做有科學(xué)價值和有應(yīng)用價值的工作。

在國際最好團(tuán)隊受到訓(xùn)練

碩士畢業(yè)前夕（2004年），有意出國讀博的黃正看到美國北卡羅來納大學(xué)化學(xué)系的布魯克哈特(Brookhart)團(tuán)隊從事的科研工作非常有意義，這位教授基于他們課題組多年在金屬有機化學(xué)基礎(chǔ)研究工作的積累，發(fā)展了一種新型的鎳金屬催化劑，可用于乙烯聚合制備高支鏈化的聚乙烯，并且和杜邦公司合作，由此開辟了一種新型結(jié)構(gòu)聚乙烯制備的新途徑。這是一個典型的基礎(chǔ)研究與應(yīng)用結(jié)合的范例。黃正決定要去北卡大學(xué)布魯克哈特教授的團(tuán)隊讀博。一切辦妥后在實驗室見到這位心儀的導(dǎo)師，導(dǎo)師問他想做什么，黃正說就想做聚烯烴這個工作，老先生說好啊，來吧。過了幾周后美國導(dǎo)師給這位中國學(xué)生選了另外一個方向——碳?xì)滏I活化的課題?；蛟S令黃正始料未及的是，這個課題涉及的烷烴復(fù)分解體系成了他博士時的主要課題，前后花了5年時間，而這方面的工作也深深影響了他日后的科研走向。

時隔兩年（2006年），黃正參與的這個課題就開始發(fā)文章，文章發(fā)在權(quán)威的Science雜志上（黃正是第三作者）。該文首次報道了在較溫和條件下實現(xiàn)了烷烴高效、高選擇性的分解，其意義或其價值在于首次實現(xiàn)了將低價值的短烷烴（如在石油煉制中會大量產(chǎn)生的含有碳5、碳6的短烷烴）做高效分解得到可作為柴油的烷烴產(chǎn)物。這一工作引起了FOX、BBC Radio、Scientific Ameirican、Science Daily、Discovery Magazine等主要媒體的報道，有些報道稱，煤轉(zhuǎn)化為清潔柴油取得了突破。National Geographic News雜志稱這個工作實現(xiàn)了“將無價值的物質(zhì)到黑色金子的轉(zhuǎn)換”。

在挫折中修煉能力和做人

科研之路上，荊棘遠(yuǎn)多于鮮花。不久黃正就遇到了挫折，準(zhǔn)確地說是在把均相烷烴復(fù)分解體系做成工業(yè)界更傾向于使用的異相烷烴復(fù)分解體系時遇到了困難，為克服這個障礙，黃正前后花了兩年多時間。

黃正介紹，異相催化的優(yōu)點是催化劑和產(chǎn)物的分離能更簡便，且異相催化劑能重復(fù)利用。但這是一個難度超出預(yù)期的工作。黃正先后嘗試了三種策略，并為此設(shè)計了多個實驗方案，每個實驗歷時周期長，但前一年半的所有結(jié)果都不理想。那段時間實驗一次次失敗，整個課題時常出現(xiàn)卡在那里的情況，以致圣誕節(jié)到迪斯尼玩的時候他的腦子里都在想怎么突破，實在沒有心思玩。在付出兩年多努力后，總算有一種實驗方案取得了較滿意的結(jié)果。

做這個課題過程中（2008年）有一個小插曲。有一次黃正無意中發(fā)現(xiàn)一個單晶在表征完以后發(fā)生了的顏色的變化：一個原來為紅色含雙氮配體的銥金屬單晶在暴露于空氣中后變?yōu)榫G色的物質(zhì)，而該物質(zhì)還是保持單晶狀態(tài)。這個無意中的發(fā)現(xiàn)隨后發(fā)展成為一系列單晶到單晶的轉(zhuǎn)化，該轉(zhuǎn)化涉及到單晶與小分子氣體高度選擇性的反應(yīng)，可用于烯烴選擇性氫化反應(yīng)。這是新觀察到的現(xiàn)象，也是無心插柳的產(chǎn)物。這篇文章2010年發(fā)在Nature上，也獲得不少媒體的報道和同行的關(guān)注。

回溯以上，黃正坦言：“博士期間的研究經(jīng)歷讓我受益很大。起起伏伏的過程不僅考驗了我做科研的能力，對自己怎么做人也是一種修煉。這也是我經(jīng)常與研究生分享的科研經(jīng)歷。這也提示只有腳踏實地的做，才可能會有發(fā)現(xiàn)和意想不到的進(jìn)展。在這個過程中布魯克哈特教授一直給予鼓勵，在我需要的時候他會給予具體的幫助。在上述發(fā)展異相催化劑所遇到的困難過程中我們換了三種策略，嘗試了二十多種方法，在每一次失敗結(jié)果面前，他給我的永遠(yuǎn)是鼓勵。我想這是作為一名偉大的研究生導(dǎo)師身上具有的優(yōu)異品質(zhì)，我希望自己能學(xué)習(xí)到皮毛。”

作為記錄者，我想黃正以上這段科研經(jīng)歷其實更實在而寶貴，科學(xué)圈以外的人經(jīng)常聽到的是科學(xué)家成功的喜訊，但一般不太會知道在科學(xué)探索的道路上不成功的案例和失敗的教訓(xùn)其實遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于成功，只有在不畏艱險的探究之路上不放棄的人們才可能有所成就。

博士論文完成前，黃正從均相到異相的實驗已完成，希望獲得的突破也已基本達(dá)成，最終還在專業(yè)雜志上發(fā)了兩篇文章。博士論文答辯中，答辯委員會主席對黃正說他的工作夠三個人獲得博士學(xué)位。黃正說這段付出超常努力，過程中不時有挫敗感的科研經(jīng)歷對他的幫助其實很大的：“我經(jīng)常和學(xué)生說如果你研究生求學(xué)期間太順利未必是一件好事情，經(jīng)歷一些挫折反而會促進(jìn)你去思考和總結(jié)，并且磨練毅力。博士期間的最大收獲不是看你發(fā)了多少文章，而是你學(xué)會了怎么去發(fā)現(xiàn)問題，遇到問題怎么去克服?！?/p>

博士畢業(yè)后的兩年多時間，黃正在伊利諾伊香檳分校做博士后研究。方向與博士期間完全不一樣，是氮氫鍵活化和銅催化偶聯(lián)反應(yīng)的機理研究。導(dǎo)師哈特維格（Hartwig）是個年輕有為的教授。他的科研團(tuán)隊規(guī)模較大，當(dāng)時有近30多個研究生和博后，但是哈特維格教授能非常高效的指導(dǎo)這個團(tuán)隊在均相催化和有機反應(yīng)方法學(xué)領(lǐng)域取得一個個重要的突破。他工作異常投入，充滿熱情和能量。哈特維格教授對科研工作的熱愛對黃正有很深的影響。

入選“青千”，融入有機所

2012年初，在美國呆了7年半，完成博士和博后階段的訓(xùn)練后，黃正選擇了中科院上海有機化學(xué)研究所。盡管以前和上海有機所沒有交集，但是私下的溝通早就有了。黃正透露，唐勇教授（有機所副所長、金屬有機化學(xué)國家重點實驗室主任）的一個在北卡做博士后的學(xué)生告訴他有機所在招人，這樣黃正就和唐勇有了郵件聯(lián)系。從最初和唐勇老師聯(lián)系到黃正正式到有機所有大約三年時間，在整個過程中一直保持聯(lián)系，黃正說他很感謝唐老師的耐心和信任。

更讓黃正感動的是，由于一家人都回來了，隨身帶了三十幾個大大小小的包，所里派了一輛大巴，郟靜芳書記，唐老師，重點實驗室副主任游書力老師，人事處處長劉菲等都來浦東機場接，“一下子就有到家的感覺，很溫暖。事后我知道有機所一直有這樣的文化傳統(tǒng)，年輕人一回來所領(lǐng)導(dǎo)會親自去接待?！?/p>

有機所的科研文化傳統(tǒng)遠(yuǎn)不止于噓寒問暖，黃正感同身受的是他入所工作的所有手續(xù)半天就搞定了，所里各部門都全力以赴配合支持科研人員，“這種高效是我難以想象的?！?/p>

黃正回來后就得到所里“百人計劃”的資助，隨后入選中組部的“青年千人”計劃，這樣他拿到了中組部300萬的科研資助，所里再匹配270萬（這些錢都已到位）。另外他還得到了110萬安家費用（包括“青年千人”計劃50萬安家費用），這就給了他在上海購房安家的第一筆資金。

安家樂業(yè)，無后顧之憂同時受益于有機所健康科研文化的黃正全身心投入他喜歡的科研，他目前的方向是想把石油煉制中會產(chǎn)生的大量低價值的小分子烷烴轉(zhuǎn)化為高價值的大宗化學(xué)原料，如烯烴。這方面工作已開展并已發(fā)表文章，“我們的重點是放在新型金屬有機催化劑上，并使用全新的策略來實現(xiàn)這些高挑戰(zhàn)性的反應(yīng)?！?/p>

簡單、專注，做有意義的科研

黃正說他關(guān)注的另外一塊是把聚烯烴廢塑料降解成燃油。這個課題的產(chǎn)生還獲益于加入有機所之前黃正和丁奎嶺院士的一次討論——丁所長建議是否可以發(fā)展高活性金屬催化劑來解決這種傳統(tǒng)方法無法實現(xiàn)的聚烯烴解聚。聚烯烴廢塑料（如包裝瓶、塑料袋等）是一類分子量非常大的氮氫化合物。聚烯烴廢塑料占了整個廢塑料的60%-70%，而黃正他們要做的就是把這些固體廢塑料降解成液態(tài)燃油。目前他們在實驗室已經(jīng)完成了克級水平的實驗，主要產(chǎn)物是柴油的主要組成物質(zhì)。這個工作得到了啟明星和基金委項目的支持。

黃正說他們下一步要實現(xiàn)從克級到公斤級的提升，也就是從實驗室小試到中試的躍升，同時要進(jìn)一步提高催化劑的效率，以降低催化成本。“這也是我回來以后最主要的工作，得到了所里的大力支持，我現(xiàn)在帶著十來個學(xué)生一起做。”

黃正說他對科研的理解最主要就是簡單、專注，做科研，帶學(xué)生需要具有這種態(tài)度，“我對目前的工作狀態(tài)很滿意，很享受。愛人和父母對我的工作很支持。經(jīng)費上不用過于擔(dān)憂，得到基金委、上海市科委和所里的大力支持，讓我們能全身心投入，有機所的學(xué)生刻苦努力，有機所的文化很健康?！?/p>

我見到的青年千人不多，而黃正是我有幸采訪的第一位啟明星中的青年千人，如果要用幾個來概括一下我對黃正的感受，那就是他言明的那種簡單、專注做科研的態(tài)度和他對目標(biāo)的設(shè)定：要做重要的、有意義的科研，做有科學(xué)價值和有應(yīng)用價值的工作。當(dāng)然，黃正現(xiàn)在的工作還起步不久，不能有太大的奢望。但我相信，以他樂觀陽光的心態(tài)，以有機所健康的科研文化氛圍，以上海和整個中國轉(zhuǎn)型發(fā)展的大背景，黃正和他的團(tuán)隊會給這個世界帶來改變的驚喜。

[江世亮采寫自2015.4.21]