徐艷慧

章躍標在上?？萍即髮W2021屆畢業(yè)典禮上作為教師代表發(fā)言（攝影：王澤家）

近日，上?？萍即髮W物質(zhì)科學與技術學院教授章躍標獲得2021年上海市優(yōu)秀學術帶頭人項目資助。在他看來，這是一種榮譽，更是一種責任：“我國正處于創(chuàng)新驅(qū)動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關鍵時刻，我們作為科研工作者承載了國家和人民的殷切期望！這個榮譽激勵我接續(xù)奮斗，在分子基多孔材料研發(fā)方面取得更多的突破，進一步去推動產(chǎn)業(yè)應用，去推動能源綠色轉(zhuǎn)型，去推動生態(tài)環(huán)境改善?！?/p>

從“聽美”到“悟美”

章躍標的父母一直從事化工行業(yè)相關的工作，從他小時候就時常告訴他：“化學非常重要，一條反應方程式就可以養(yǎng)活一個工廠和許多家庭！”耳濡目染之下，他對化學產(chǎn)生了強烈的興趣。初中時，他就獲得了廣東省化學競賽一等獎，這使他受到了很大的鼓舞，從事化學研究的夢想自此產(chǎn)生：“化學是一門實用的科學，我一定要學好化學?！比欢?，章躍標的大學化學成績起初并不理想，他因此陷入了迷茫，直到他參加了一個受益終身的科普講座。

開講座的有兩位先生，一位是如今已經(jīng)故去的蘇鏘院士，一位是章躍標后來的導師陳小明教授。“那個時候蘇先生對我們講‘熒光材料是很美的’?！闭萝S標說，“雖然我因為當時知識受限而看不出來那種美，但是從言語中，能感受到他對化學的深情和專注?！蓖ㄟ^感受老一輩科學家的精神風貌，章躍標頓悟了自己未來的路要如何走：必須摒除外界干擾，靜下心來做學問。陳小明教授則在講座上呼吁大家奮發(fā)圖強，共同追趕化學研究國際前沿的腳步。一番令人熱血沸騰的講話使章躍標更加堅定了為國家和社會而努力的決心。

通過選修陳老師的課，他漸漸對超分子晶體工程產(chǎn)生了濃厚的興趣：“怎樣通過合理設計拼裝出各式各樣的超分子建筑？既可以做‘分子拉鏈’，又可以做‘分子籠子’，這實在是太奇妙了！”于是，他通過自己的努力加入了陳小明教授的研究團隊，從此開始了本科和研究生的科研實踐?！爸钡胶髞砀S陳老師做研究，我才真正領悟到化學的魅力?！碑斪约阂采钊牖瘜W研究、全心鉆研，章躍標才發(fā)自內(nèi)心地體會到：“化學真的是很美！我也無法向別人描述，但我身處其間，可以真切地感受到超分子結構的建筑美學?！?/p>

十多年過去了，章躍標提到他第一個關于金屬-有機框架（以下簡稱MOF）的研究工作時，仍然高興得像個孩子?！澳鞘俏覀兊谝淮斡萌S渲染軟件把MOF的晶體結構畫出來，把它復雜的孔洞結構畫得很漂亮，現(xiàn)在看來仍舊如此。我一輩子都可以拿出這張圖來說，這是我畫過的最漂亮的一張晶體結構圖?！背烁形蚧瘜W之“美”，章躍標在研究生期間還完成了一項高連接MOF結構設計和性質(zhì)研究的重要成果。相關研究成果使他榮獲教育部首屆“博士研究生學術新人獎”，并為他后來拓展化學之“用”奠定了重要基礎。

從“好看”到“好用”

章躍標發(fā)現(xiàn)的高連接MOF材料具有極高的孔洞率（高達70%的晶體體積）、超高的比表面積（超過2000m2/g）和優(yōu)越的氣體吸附性質(zhì)。如何充分利用這個多孔性質(zhì)來實現(xiàn)物理吸附儲氫的優(yōu)越性能是他接下來要啃的硬骨頭。選定這個目標后，章躍標與合作者對這一研究體系一扎下去就是整整3年。通過對MOF的多孔結構的精細調(diào)節(jié)來實現(xiàn)儲氣性能的合理調(diào)控，他們將原本的單個晶體結構發(fā)展成13例新材料，從僅有的低壓條件下的氣體吸附性質(zhì)研究拓展至高壓條件下的氫氣存儲性能評價。最終，他和研究團隊實現(xiàn)了該類MOF材料在77K下的儲氫容量高達7.5wt%的新紀錄。

博士畢業(yè)后，章躍標隨即前往美國加州大學Omar M. Yaghi教授課題組開展博士后研究，一次“毛遂自薦”使他獲得了這一工作。當時，在陳小明教授課題組不僅能開展前沿的研究課題，而且能經(jīng)常接觸到國外來訪的國際知名專家學者。正當章躍標在研究中遇到困難關口，MOF研究領域的奠基人之一Omar M. Yaghi教授恰好應邀到中山大學作學術報告。章躍標主動擔當了這個學術活動的研究生志愿者，在接待工作中獲得了更多與Yaghi教授交流的機會。通過學術報告和交流，他進一步了解了MOF材料的最新研究進展及其在未來環(huán)境、能源領域的廣闊應用，備受鼓舞的同時明確了未來發(fā)展的方向，并在送Yaghi教授去機場的路途中獲得了與其合作的機會。誠然，這是一次機緣巧合，但充分的準備才能把握住機會。

進入Yaghi教授實驗室后，章躍標主動選擇了更加具有挑戰(zhàn)性的共價有機框架（以下簡稱COF）研究方向。相較于MOF材料的配位組裝，COF材料是完全由共價鍵鏈接而成的晶體多孔材料，具有更好的結構穩(wěn)定性和更廣闊的應用前景，但是結晶更加困難，結構測定更是難上加難?！暗菦]多久，我又非常幸運地遇到一個來訪的教授，她是斯德哥爾摩大學的鄒曉冬教授。她發(fā)展了一種利用電子衍射解析僅有亞微米尺寸單晶的結構分析技術。于是我就想，能不能跟她合作解析COF的單晶結構？”又是一次毛遂自薦使章躍標達成了重要的研究合作，他也成為率先采用電子衍射來解析COF單晶結構的研究者之一。

在COF研究領域打造了屬于自己的第一塊“金字招牌”對章躍標今后的研究工作和職業(yè)生涯產(chǎn)生了極大的幫助和重要的影響。之后，他又陸續(xù)在《科學》《自然·通訊》《美國化學會志》《德國應用化學》《化學科學》等國際頂尖雜志上發(fā)表了相關研究成果。

國之大者 創(chuàng)新策源

2015年2月，章躍標正式加入上?？萍即髮W，成為這所新興大學的獨立課題組組長。在那之前，他作為教授候選人來到上?？萍即髮W，參加第二輪面試后正巧是2014年9月30日，這一天不僅是上?？萍即髮W獲教育部批準同意正式建立一周年，也是第一屆本科生暨第二屆研究生開學典禮的重要日子。典禮上，江綿恒校長演講中提及的服務創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展國家戰(zhàn)略創(chuàng)校理念和對未來中國能源科技創(chuàng)新的展望再一次激勵了他?！奥犕曛?，我真是心潮澎湃，立刻下定決心要加入這樣的一所新型研究型大學，和大家共同建設中國能源綠色轉(zhuǎn)型的未來?！庇谑翘幚硗晔诸^工作后，章躍標就立刻啟程返回祖國，按照國際標準和安全規(guī)范打造分子基多孔材料研究的先進實驗室。2019年1月，章躍標實驗室被評為2018年度上海市高校治安安全示范點。

如今，章躍標所領導的課題組也已經(jīng)成為化學、物理和材料科學學科交叉、人才梯隊配置合理的研究團隊。他們不僅在國際知名學術期刊發(fā)表了系列前沿的研究工作，針對天然氣汽車在長途運輸應用中所需儲氣量大、工作壓力高等問題，提出了多組分適配策略構筑高比表面積等級孔材料，打破了超高甲烷存儲容量紀錄，實現(xiàn)了從材料到器件的重要突破，并已著手開展了一些科研成果的落地轉(zhuǎn)化。

面向國家“碳達峰、碳中和”的重大需求，分子基多孔材料將在碳中和能源應用中發(fā)揮著重要作用。在前期研究的基礎上，章躍標團隊已經(jīng)完成了“碳捕集新穎機制”建立等工作。他們針對傳統(tǒng)煙道氣碳捕集技術再生能耗大、易毒化、設備腐蝕等痛點，提出了框架穩(wěn)定性設計策略和動力學選擇性吸附方法，實現(xiàn)了煙道氣高性能、低能耗、直接固體吸附。相關研究成果已在國內(nèi)外學術界取得良好口碑。下一步，團隊將進一步優(yōu)化材料的規(guī)模化生產(chǎn)和加工成型，以期實現(xiàn)在更為貼近的工況下，對二氧化碳真正的高效分離與捕集。

章躍標表示，在未來的幾年里，他和團隊將集中精力開展多孔框架材料的碳中和應用研究，為早日實現(xiàn)“雙碳”目標和科技自強自立的中國科技夢奉獻自己的力量。