最美年华未可负

来源:湖北师范大学-先进材料研究院作者:日期:2019-07-10浏览:29

 2018年10月1号,在这样一个普天同庆的日子里,天公似乎也十分赏脸。万里睛空没有一片云朵,蓝得那样干净而纯粹,让人不禁想起刘禹锡的那句“自古逢秋悲寂寥,我言秋日胜春朝”的万丈豪情。下午,和煦的阳光放肆地洒落在我的办公室窗前,调皮的微风也时不时的飘过来凑个热闹,还夹杂着校园里阵阵桂花香味,薰得人如痴如醉。此时,我静静地坐在办公桌前,纵情地享受着这份难得的静谥,思绪也随着飞到很远很远。
       时光回到博一。刚满25岁的年龄正是青春恣意绽放的时期,也是学术思想最为活跃的阶段。在历经了前两年硕士阶段的一些基本科研能力训练后,志得意满的我正要捋起袖子大干一场。当时的研究课题是设计合成具有分子筛拓扑结构的新型金属有机框架材料(Zeolite-like Metal-Organic Frameworks, MOFs)。因为具有这类结构的MOFs材料通常都比较稳定,应用性也更广一些,因此对这个领域的研究一直方兴未艾。早在2002年,南京大学的游效曾院士就有相关的报导。但在那个“上古”时代,这个研究结果并没有受到太大的重视。随后到了2006年左右,美国加州伯克利分校的Omar Yaghi教授和中山大学的陈小明院士几乎同时报导了类似的工作,从此正式翻开这个领域的新篇章。随后,KAUST的Mohammed Eddaouddi教授、吉林大学的刘云凌教授、福建物构所的张健教授等都有相关工作的跟进,从而将本课题的研究推向一个小高潮。
       我当然也希望能趁着这一波东风,做点有意思的成果出来。
       要合成这类结构,最常用的一个策略就是利用咪唑类化合物为配体,与单核四面体构型的锌配位而形成。只是,所谓吃别人嚼过的馒头是没有味道的。如果继续采用这种策略,不过是炒别人的剩饭而已,没有什么意思。究竟如何才能做出有自己特色的东西、提出自己的合成策略?这是一个值得深思的问题。在那段时间里我经常仰望星空,希望能从它深邃的眸子里找到一丝丝启发。然而,我并不是牛顿,实验室周围也没有苹果树。
       就这样,上下探索了半个学期,颗粒无收。正所谓“屋漏偏逢连夜雨、破船更遭打头风”。在实验毫无进展的情况下,我的生活又遇到了一个巨大的麻烦。那段时间,不仅要疲于应付生活中的麻烦,还要继续寻求实验的契机。好在我们理科直男比较粗线条,不矫情造作,不为赋新词强说愁。再加上本人生性乐观,相信没有过不去的坎,没有到不了的明天,我需要做的,就是等(zhuang)待(si)。
       那个暑假我决定奢侈一回:不去想实验的事了,上午就听听歌、看看文献,下午抱着西瓜、摆弄摆弄花花草草,晚上玩玩游戏。就这样糜烂了一阵子后,可能老天都看不过去了,一定不能让这样一个爱科研的小哥哥跑偏了。结果,我真的就等到契机了。
       灵感来源于物构所张健老师的一个工作。他们利用四面体构型的铜碘簇与线型的含氮配体成功合成了具有MTN分子筛拓扑的结构。受此启发,利用铜碘簇的四面体构型,接合咪唑类配体的145度夹角,理论上是可以构建这类结构的。有了自己的策略之后,就要开始着手去验证了。然而理想是丰满的、现实是骨感的,失败、失败、还是失败。
       虽然有点失望,但不绝望,我决定分析分析已有的实验结果,找到问题的原因。初步猜测可能的原因是溶剂热反应过程中原料反应太快,不利于分子重新排列堆积形成晶体,解决的办法就是降低反应温度。
       然而,在一系列温度梯度下实验还是失败。既然如此,何不干脆用室温挥发来合成?要用挥发的话,就需要选择相对易挥发的溶剂。在这样的思想指导下,历经半年失败,我终于成功长出了单晶!
       不过,确定了单晶结构后,我发现晶体并不是预想的结构。这不碍事,不是预想的结构,那就可能是个新结构晶体。由此,我确认晶体的确是个不错的结构,也就是我后来发表的MCIF-1。我只想说,功夫不负有心人呐!
       稍有不足的是,利用这种方法反应慢、合成出样品的周期比较长、产率低。后来我想到一个办法,就是向体系里加入少量有机胺,用于除去配体上的活泼氢,加快反应活性,同时再加入酸把沉淀溶解掉。前面踏出了第一步,后续这些方法上的改进并没有那么大的挑战。事实上,由此我歪打正着,合成出了一种红色的晶体。在得到单晶结构之后,发现结构略有不同于MCIF-1,加入的有机胺正处在结构的孔道内,起着填充剂和模板剂的作用!
       哈哈,灵感一下子就来了。这不就像分子筛么?利用之前了解的一些分子筛的合成知识,如果换成不同的有机胺,很有可能得到不同孔道结构的材料。想明这一点,不禁让我兴奋了一晚上。我立马把实验室里所有有机胺都找出来,挨个尝试,最终得到了一系列不同的晶体结构。果然不出我所料,在这些结构中,有机胺都在孔道中,起着模板剂和填充剂的作用,并且孔道结构和结构对称性都有很大的变化。的确,这种以有机胺为模板合成不同孔道结构的材料源自于分子筛,但在MOF领域里却比较少见,因此具有此类分子筛结构的MOF晶体都是比较新颖的,从而让我有信心能投一个好点的杂志。
       稍有遗憾的是,在后来的博士生涯里,我因为琐事缠身就把这个工作放在一边了。一直到现在博士毕业参加工作之后,我终于有时间来整理这个工作了。在为期一个月的构思和写作后,我决定投Chem. Comm.试试。历经23天审稿,审稿意见回来了。审稿人对这个工作的评价还是比较高的,只提出了几个小问题。在认真按照审稿意见修改完提交后,文章很快被接收。与此同时,鉴于审稿人较高的评价,编辑邀请我做一个封面。在经过一整天精心设计之后,封面图终于完成。
       文章在online之后又过了一个月才出了页码。在看到自己设计的封面那一刻,这几年的坎坷又浮现在我眼前。好在结果还不错,虽说是个inside cover,但好歹是我个人的首个封面文章,还是值得小骄傲一下的。
       回顾一下,所谓“十年学问两茫茫,不思量,自难忘”。最美的十年青春交给了吉大,换回来一段起起伏伏的人生经历。这里,有过踌躇满志的火热激情,也有过心灰意冷的黯然神伤。如今工作以后,再回首曾经那些奋斗的日子,真是百感交集。在本文最后,我要衷心感谢吉林大学无机合成与制备化学国家重点实验室的栽培、感谢我的老师朱广山、感谢我的师兄孙福兴与贺鸿明。他们在科研上的指导与帮助,是我成长的重要推动力。同时,我也愿意劝诫后来的师弟师妹们,最美的年华一定不要辜负,所有的付出都会在合适的时间得到回报。
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