我一直對化學(xué)有著濃厚的興趣。在報名英才計劃后,我嘗試做了人生第一個課題,完成了一篇關(guān)于環(huán)保木器漆研制的課題報告,并入選了英才計劃,進入復(fù)旦大學(xué)化學(xué)學(xué)科鄭耿鋒教授的課題組學(xué)習。
2021年1月與鄭教授第一次見面,他向我介紹了課題組目前研究的碳基能源化學(xué)催化方向,并提供了10余篇論文和一些書籍供我閱讀鉆研,我對其中的電催化C02還原很感興趣,計劃以此為課題開展研究。在電催化CO2還原中,催化劑尤為重要,因此選擇有研究意義和創(chuàng)新性的催化劑是我在選題時主要思考的問題。考慮過身邊各種各樣的材料,包括樹葉、易拉罐等,但這些材料不是已經(jīng)被實驗過,就是不太合適用作催化劑。
有一天,我在查閱資料時,看到l篇關(guān)于富集植物的文章,這類植物可以吸收大量的金屬元素,但不會影響自身生長,當時就靈光一現(xiàn),想到了將富集植物運用于制備催化劑的可能性。但是,那篇文章中提到的植物很難獲得,而且種植難度高。盡管感覺這個方向不太可能被用于實踐,還是把想法告訴了鄭老師。沒有想到的是,鄭老師說我這個想法“頂有意思”,并指點我不一定要用那些難種的植物,可以嘗試種植身邊的植物,例如豆芽菜、蔥、韭菜等。
自己的想法能夠被認可,讓我非常激動,接下來我便開始了種菜之旅。一開始不知道應(yīng)該選哪種植物,就進行了各種嘗試,比如豆芽、印度芥菜、空心菜、柳枝等,最終決定種植豆芽菜,因為它的生長周期短,易種植且能吸收金屬離子,初步測試結(jié)果表明它的電化學(xué)性能也不錯。鄭老師看了測試性能結(jié)果后,建議我嘗試改進豆芽菜種植方法,看是否能進一步提高它的電化學(xué)性能。
自此,如何把豆芽菜種到最好成了我的重要任務(wù)。通過查閱相關(guān)文獻,嘗試了不同的方法,從金屬離子的濃度到一天澆幾次水等方面不斷改善。父母專門空出院子里的玻璃陽光房作為我的種植實驗場地,還購買了專門用于發(fā)芽的恒溫箱,不斷地嘗試改進下來,我感覺自己都快成為豆芽菜種植專家了。
暑假里,大半個月的時間幾乎每天都待在實驗室,那段時間的實驗結(jié)果總是難以令人滿意,我感到有些迷茫。一天,走出實驗樓時,正好碰見鄭老師,就跟他講了我的焦慮。鄭老師告訴我要“beconfident”,給予了我信心。他說,不用特別在意法拉第效率的實驗結(jié)果,目前的性能已經(jīng)足夠了,我的研究重心是提出了一種“種出來的催化劑”的新概念,可以加上“浸漬法”作為補充實驗,與“種植法”的催化性能進行對比,以強調(diào)我的催化劑的優(yōu)勢。鄭老師的指導(dǎo)為我進一步的研究方向提供了重要建議。
慢慢地,我逐漸開始接受不夠滿意的結(jié)果,并以良好的心態(tài)面對實驗過程中發(fā)生的各種小意外,比如碳化樣品時用作保護氣的氬氣漏了,導(dǎo)致碳化材料浪費;或者提前2周預(yù)約了CO2還原實驗,但做實驗時發(fā)現(xiàn)CO2氣體用完了等。師兄師姐跟我講這些情況都是常態(tài),不僅讓我感受到了大家的安慰,也更加明白了實驗不是一個快速簡單的過程,而是需要耐心地、樂觀地面對種種意外并想辦法解決。同時,在一次次的實驗中,我對相關(guān)領(lǐng)域的理論有了更加深入的了解,也熟練掌握了實驗中的各個步驟。
9月,我開始撰寫論文《種植豆芽菜衍生的碳負載過渡金屬納米顆粒在電催化中能源轉(zhuǎn)化的應(yīng)用》,并準備PPT。我?guī)е撐膮⒓恿艘粓鲇忠粓龃疝q,每次評委提出的問題都是論文修改的寶貴建議,經(jīng)過一次次答辯,我的論文越來越完善。在此期間,我還報名參加了丘成桐科學(xué)獎的比賽,從兩輪初賽和半決賽一路走到總決賽。那段時間,課題已經(jīng)成為了我生活中的一部分,時不時就會思考如何進一步完善實驗。鄭老師在我遇到問題時也會給予耐心的指導(dǎo),他的每一次點撥都能引發(fā)我的感悟與進一步思考。最終,我在全球總決賽中拿到了化學(xué)組的金獎,能夠與世界頂尖科學(xué)家、院士面對面交流,分享我的研究成果,這份榮譽是對我一路以來工作的最大肯定。
感謝英才計劃這個平臺,讓我第一次踏入了高校實驗室,見到了很多以前從未見過的實驗儀器,學(xué)到了很多高中階段接觸不到的知識。感謝鄭耿鋒教授對我的耐心指導(dǎo),感謝實驗室課題組師兄、師姐給予我的幫助。
在英才計劃近1年的時間里,我對自己能從O到完成1個課題感到不可思議。一開始靈光一現(xiàn)的小想法竟然真的做成了課題,并得到了專家的認可,讓我覺得非常有成就感。
英才計劃為我指明了前進的方向,強化了我的化學(xué)學(xué)習能力,挖掘了我的潛力,也堅定了我朝著專業(yè)化學(xué)方向研究的步伐,希望未來能在這個方向繼續(xù)研究下去,讓更多的想法生根發(fā)芽,通過不斷灌溉長成參天大樹。
朱清瑗
2021級英才計劃化學(xué)學(xué)科學(xué)員
就讀于上海外國語大學(xué)附屬外國語學(xué)校,師從復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系鄭耿鋒教授。培養(yǎng)期間完成課題“種植豆芽菜衍生的碳負載過渡金屬納米顆粒在電催化中能源轉(zhuǎn)化的應(yīng)用”,入選2022年中國科協(xié)青少年國際交流項目遴選冬令營,獲得2021丘成桐中學(xué)科學(xué)獎(化學(xué)獎)全球總決賽金獎,2022級上海青少年科學(xué)社高級會員一等獎等獎項,參加第四屆世界頂尖科學(xué)家論壇。21398F34-9AA9-47C7-B76B-62F3C59CFC0A