中國科學院院士包信和：

三十年如一日 “杰青”使我堅定研究方向

  1995年便與杰青項目結緣的中國科學院院士包信和，是較早獲得杰青項目資助的科學家之一。

  3月7日，作為正在北京參加全國兩會的全國人大代表，包信和在會議間隙來到自然科學基金委，這個他近30年前開啟獨立科研之路的地方，講述了自己的“杰青”情緣和奉獻于科研的崢嶸歲月。

  “杰青項目對我后來的研究方向有著決定性的影響。”包信和坦言，自己當時三十幾歲，對選擇什么樣的研究方向更有前景并不十分確定，杰青項目除了提供經(jīng)費外，還在確定研究方向方面起到了指引和肯定的作用，十分關鍵。

 

學生時代：水到渠成 開展表面化學研究

 

  包信和是江蘇揚中人，揚中那時是一個只有30萬人口的江中島城。1975年中學畢業(yè)后，作為廣大知識青年中的一員，包信和被“下放”到農(nóng)場勞動。他笑稱自己是幾乎什么農(nóng)活都會干的“八分勞力”，印象最深的是每年防洪時，用扁擔挑著兩擔沉甸甸的濕泥土參與修江堤。一年半后，他被分配到縣獸藥廠當工人，主要工作是清洗安瓿瓶和檢驗化驗產(chǎn)品。這也是他第一次穿白大褂。

  “后來我為什么學化學？很簡單，就是因為有在化驗室待過的經(jīng)驗，感覺很熟悉且有趣，就選擇了化學。”包信和笑言。

  1977年高考恢復后，包信和第一年參加高考由于一些意外原因沒有被錄取。第二年認真復習后取得全縣名列前茅的好成績，順利踏入復旦大學校園。“考上大學對那時候的我們而言，既有一種成就感，更有一種使命感，大家都暗暗立志，一定要認真讀書并在將來做一個對國家有用的人。”

  令人驚訝的是，包信和自大學三年級開始，就跟隨導師鄧景發(fā)教授進入實驗室參與“電解銀催化劑甲醇制備甲醛”等項目。而表面化學的原理在這一類實驗中極為重要，這便是包信和開始表面化學研究的契機。

  雖然只是本科生，但包信和對實驗極其上心，一旦實驗開始，通宵也是常事。他回憶起當年很多趣事。“有一次，我們夜里想煮面條吃，但是沒有食鹽怎么辦？就用實驗室的氫氧化鈉和鹽酸反應，經(jīng)多次結晶純化得到氯化鈉。一幫年輕人誰也沒當回事兒，就這么放進面條里有滋有味地吃完了。”包信和笑著說，“當時感到很有意思也很幸福，當然現(xiàn)在不能這么干了，不符合實驗室安全規(guī)定。”

  研究表面化學對儀器的要求非常高，20世紀80年代國內(nèi)先進的實驗儀器還很少，表面化學研究還在起步階段。1989年，包信和前往德國馬普弗里茨•哈伯研究所，繼續(xù)開展表面化學研究，合作導師是后來獲得諾貝爾化學獎的G.Ertl教授，題目和方向確定為動態(tài)催化的表征和非線性反應動力學。

  幾年后，隨著中國科學院對人才引進力度的加大，中國科學院大連化學物理研究所（以下簡稱大連化物所）向包信和伸出了“橄欖枝”。此時包信和感到回國的時機成熟了，便決定回國加入大連化物所——我國催化行業(yè)的高地。

  回國前的一件事令他終生難忘。

  馬普研究所的慣例是，一位實驗室主任退休后，如果沒有繼任者，實驗室一般就會關閉。包信和回國前恰巧碰到他所工作的馬普弗里茨•哈伯研究所一個實驗室面臨關閉，一大批當時還非常先進的實驗儀器需要處理。包信和想，這批儀器在德國不一定能發(fā)揮很大作用，如果能運到中國則能派上大用場。

  他找到自己的合作導師表達了想將這批儀器運回中國的想法，導師當即表示支持。后來，經(jīng)多方協(xié)調(diào)，在馬普學會的支持下，這批實驗儀器設備，連同洪堡基金會贈送的當時非常先進的計算機，裝滿了兩個集裝箱運抵大連。這使包信和在回國之初就獲得了較好的研究條件。

 

心懷感恩 那些難忘的“杰青”情緣

 

  1995年1月的一天，大連化物所將一份特別的傳真發(fā)送給遠在德國柏林的包信和，其中包含著一份基金申請表。這就是1994年剛剛設立的杰青項目，當時也叫“總理基金”，是由時任國務院總理李鵬批準設立的，旨在鼓勵有志青年開展基礎研究。

  這對已經(jīng)準備回國工作的包信和來說是一個絕佳的機會。

  談及當年杰青項目答辯的經(jīng)歷，包信和感慨地說：“現(xiàn)在回憶起來，我還是對很多人都充滿了感激之情。”

  1995年5月，包信和回國到大連化物所開展研究工作，不久便去蘭州進行杰青項目的答辯。在蘭州，包信和第一次見到多位中國著名老科學家，這樣嚴肅的評審場面使他心中的崇敬和壓力油然而生。

  答辯前還有一個小插曲。當時作演講主要采用播放幻燈片的方式，而包信和將非線性反應動力學的內(nèi)容做成了錄像帶，需要答辯現(xiàn)場準備播放設備。原本沒有準備，后來自然科學基金委的工作人員想盡辦法找來播放機和電視機，最終得以把完整的實驗動態(tài)過程向評審們展示出來，獲得了非常好的效果。

  30年后的今天，包信和回憶起此事，心中仍充滿了感激與感動。

  在杰青項目的經(jīng)費下發(fā)后，面對這樣大的金額，包信和一心想著“要把國家的錢用好，將事情做好”。

  功夫不負有心人，杰青項目在執(zhí)行的第二年年底時進行了一次項目考核，包信和的研究獲得了“優(yōu)秀”，并且按照規(guī)定將執(zhí)行期從3年延長到5年，相應的，研究經(jīng)費也從60萬元增加到100萬元。這進一步堅定了包信和在表面催化領域靜下心來搞研究的信心和決心。

  自此，他三十年如一日，全身心投入到表面化學、催化以及非線性反應動力學的研究中。“我這一輩子的研究方向就這樣確定了，不改了。”包信和打趣道。

 

靜心科研 首創(chuàng)“納米限域催化”

 

  包信和回國伊始，我國正值基礎科學研究發(fā)展的起步階段。對于科學家們來說，國內(nèi)還沒有完全成形的很好的基礎研究氛圍，坐得住“冷板凳”是一種可貴的品質(zhì)。

  在這樣的環(huán)境下，包信和靜下心來投身催化和表面科學的基礎研究。

  表面催化研究中，如果催化體系的結構比較大而且是比較規(guī)整的，在實際催化反應中往往起不到較大的作用，即“反應活性”小，這是該領域的一個重要共識。

  1990年以后，納米科學在國際上逐漸興起，那時的科學家們對于納米材料可能具有的作用十分感興趣。在催化領域，大家認為，納米粒子可能就是催化反應過程中真正的反應活性中心。因此，包信和逐漸在自己的催化研究中引入納米材料，并從他熟悉的領域表面化學入手。

  “納米材料特點就是粒子小、活性高，所以我當時很快就想到將納米粒子與碳納米管結合起來進行實驗。”包信和回憶道。

  納米粒子結構不穩(wěn)定性和高活性引發(fā)了包信和的興趣。通過反復實驗研究和理論分析，他發(fā)展出了一個具有普適性的新方向——“在納米限域條件下催化劑活性的研究”，借助納米尺度的空間限域效應對體系電子能態(tài)進行調(diào)變，實現(xiàn)了催化性能的精準調(diào)控。這也是該領域的國際科學前沿。

  通過實驗，催化劑的穩(wěn)定性和調(diào)控性取得了重要的進步。隨后，包信和團隊從實驗成果逐漸走向?qū)嶋H應用，如運用納米限域催化這一概念，開展甲烷的直接選擇轉(zhuǎn)化和煤制合成氣直接制備乙烯等重要工業(yè)材料方面的研究。研究成果陸續(xù)引起了國際同行的重視，現(xiàn)在，國內(nèi)外越來越多的科學家開始將納米限域原理運用到催化研究中。

  經(jīng)過20多年的潛心研究和實踐，包信和團隊憑借在納米限域催化方面的研究獲得2020年度國家自然科學獎一等獎。

  “最初杰青項目的支持，就這樣一直延續(xù)到了后來重大科研成果產(chǎn)出。”回首科研歷程，包信和如是說，今后還將繼續(xù)推進納米限域催化研究的相關工作，并將相關原理推廣到其他領域。

 

暢言“杰青”發(fā)展改革 寄語青年人才

 

  談到杰青項目30年的發(fā)展和改革之路，包信和坦言，杰青項目是我國對基礎研究青年人才培養(yǎng)高度重視的產(chǎn)物，在多年來不斷的改革和發(fā)展中，沿著支持優(yōu)選人才的路線，有了更完善的機制。在我國科技事業(yè)發(fā)展堅持“四個面向”的要求下，杰青項目的重點是要鼓勵科技人才在新的國家重大需求中做出更好的研究。

  例如，2023年，自然科學基金委推出重磅改革措施——從2024年起，對杰青項目開展分級評價，擇優(yōu)遴選優(yōu)秀項目予以滾動支持，最高資助強度將達到15年近3000萬元。對此，包信和表示，如果能真正做到嚴格篩選，找準方向和選對人，將對我國的基礎研究起到很好的促進作用。

  此外，對于女科學家申請杰青項目年齡放寬這一變化，包信和表示，這是非常必要的，女科學家由于生育等多種因素的影響導致投身科研的時間縮短，因此適當放寬申請年齡可以更好地促進公平。

  新時代對如今的青年科研人才提出了更高的要求，包信和呼吁杰青項目堅守當年設立時的初衷，潛心立德樹人，執(zhí)著攻關創(chuàng)新，真正在基礎性、戰(zhàn)略性問題上下功夫，更多地考慮面向國家發(fā)展、定心從事基礎研究的有為青年。他向青年人才提出了自己的建議：“要回到研究的本質(zhì)，安下心來堅持自己的研究，同時不斷根據(jù)國家發(fā)展需求調(diào)整和優(yōu)化具體路徑和目標，促進社會發(fā)展。”■