王阳明

在网络游戏并不发达的童年，我最喜欢的事就是守在电视机前，等候每晚准时播出的“我爱发明”节目，或者抱着几本《游戏中的科学》，津津有味地翻阅各种趣味实验，如果材料齐全，就自己尝试完成。久而久之，尽管对“科学”这个宏大的概念仍然缺乏理解，我也满口“科学”“理论”起来。感谢这段童年时光，感谢各类百科全书，也感谢那些译制纪录片，让我在懵懂的年代享受到了科学的启蒙。

进入杭州外国语学校后，凭借兴趣，我逐渐打破了阅读外文资料的困难，开始搜集各种科普文献和关于学科前沿的介绍，尽可能地捕获关键信息并通过网上检索或者向前辈们请教加以理解。2020年1月，我幸运地入选英才计划，在浙江大学化学系何巧红教授的悉心指导下，开启了化学科研的大门。

探寻心仪领域

英才计划培养伊始，何巧红老师曾多次找我谈话，在寻找研究方向这个话题上，何老师反复论证的“兴趣是最好的老师”，给我留下了深刻的印象。

在导师的精心安排下，我有幸聆听了多位教授的讲座。第一堂讲座的主讲人是李浩然教授，他从各种粒子的半径差异讲起，介绍了化学学科的诞生，并阐述了从肉眼观察到仪器分析这一研究方式上的转变，以及人体对于冷、热的感觉;同时，李老师还详述了热力学从具体问题走向抽象分析的发展史，并介绍了热和功的定义、量度，以及相互转化的方式，为我后续学习红外光谱打下了基础。后续的讲座上，陆展教授向我们介绍了有机化学的定义、研究对象和课题案例，带我们走进功能性药物合成等研究前沿。除此之外，我还利用课余时间自学元素化学、基础有机化学和分析化学知识，为未来可能的研究方向作知识储备。实践方面，在导师的带领下，我完成了对苯甲酸和正丁醇的红外光谱实验，并分析了各特征峰与指示基团的对应关系，这一经历让我对通过仪器“看”物质更有兴趣了。

问题引出课题

开展课题研究是英才计划的关键环节。在导师的指导下，我最终选择“源于天然纤维素物质的二氧化钛纳米复合材料的制备及其光催化性能研究”作为课题。二氧化钛具有诸多优异性能，在墙漆、防晒霜等场景中得到了广泛应用，但作为光催化剂，二氧化钛存在价带电子受激波长范围小、比表面积小等缺点。

在师兄的启发下，我采用模板法，以具有优异空间结构的纤维素作为模板，合成二氧化钛纳米纤维，经超声分离和灼烧得到比表面积更大的二氧化钛纳米管，利用纳米效应显著增加材料的比表面积。同时，采用尿素与二氧化钛纳米管共同灼烧，形成混合气体氛围并吸附在二氧化钛纳米管表面形成氮化碳层，在可见光下吸收良好的氮化碳作為改性剂，有效改善了二氧化钛在可见光波段的催化性能，而且2种半导体间的异质结物也有效提升了电子的迁移速率，抑制了光生电子-空穴对的复合。

制备完成后，即可将所得样品投送X射线衍射仪和热-重分析，在师兄的指导下，我亲自操作扫描电子显微镜、透射电子显微镜及红外光谱分析仪对所得产物进行结构表征。以工业染料亚甲基蓝为代表，探究氮化碳含量不同的光催化剂催化降解有机染料的性能差异，发现氮化碳含量接近一半时，光催化剂具有优异的吸附和催化性能，丰富了光催化剂用于污染控制的数据储备。

尽管受到新冠疫情的影响，我仍然在有限的20天内完成了制备实验、结构表征和光催化性能测试，顺利完成了课题。在此过程中，我曾面临不计其数的困难，比如对抽象概念的理解都是巨大的挑战，但是通过不断查阅资料，对于无机光催化剂我逐渐形成了较为明晰的概念。

向院士前辈请教深受启发

2020年10月，作为浙江省的中学生代表参加了第三届世界顶尖科学家论坛系列会议。在论坛前的少年英才交流对话会上，我向复旦大学郑耿锋教授请教了催化降解污染物的多种途径，并且报告了自己的课题成果。郑教授非常热情地向我分析了光催化剂的价值，以及存在的缺陷，包括但不限于光腐蚀、低能效比、低选择性、催化剂粒子团聚等，其中部分问题是光催化剂普遍存在的，作为研究方向，光催化学具有不可替代性，但难以投入工业生产。

此外，郑教授还介绍了同样利用光作为能源和启动信号的光能酶催化领域，极大地丰富了我对催化领域的认知，就像植物的光合作用难以复刻一样，利用反应机理尚不明晰的酶作为催化剂，更加能够感受到自然界令人赞叹的精密，光能酶在温和反应条件下就具有高效率和高选择性，这为我未来的科研方向选择提供了新的思路。

在后续的论坛中，我有幸旁听了前沿化学家在核废料处理、水凝胶等方面的新成果，并从中学习到他们思考问题时跨学科的视角。化学泰斗们对于绿色化学领域的高度肯定，让我对自己的研究方向更加坚定。我相信源于自然界的光和自然物质衍生的催化剂相互配合，一定会让环境治理的手段更加丰富、更有成效。

正如科学T大会上诺贝尔化学奖得主迈克尔·莱维特教授所说的，对于基础科学的广泛研究，为靠近原创性科研成果发放了更多的“入场券”。当今科技的飞速进步，正是得益于前辈们大胆的探索和谨慎的实验论证，即便是模拟微观结构的计算机，也需以大量数据的预先铺垫为基础。

科学的道路，既需要理论的计算，也离不开实践的检验。无论未来的事业如何，我都会像约翰·霍普克罗夫特教授说得那样，坚持和热爱自己所从事的领域，以足够包容和开放的视角，面对所发生的改变与机遇。