楊新征：創(chuàng)新科研 為祖國天空增加一抹藍(lán)

◎文/胡 斌 高云飛

楊新征：創(chuàng)新科研 為祖國天空增加一抹藍(lán)

◎文/胡 斌 高云飛

楊新征(右一)和他的部分團(tuán)隊(duì)成員

“研究員”、“博士生導(dǎo)師”,這些美麗的光環(huán)無不令人羨慕。而一個(gè)年僅37歲的人就集這么多光環(huán)于一身，并且他還是一個(gè)從物理學(xué)領(lǐng)域成功跨入化學(xué)領(lǐng)域，走在理論催化研究前沿的人，這就更令人驚嘆了。他就是中國科學(xué)院化學(xué)研究所分子動(dòng)態(tài)與穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的課題組長楊新征。

楊新征，這位從事理論金屬有機(jī)催化研究的青年學(xué)者，在各種機(jī)緣巧合和自主選擇下，從最初單純的原子和分子物理研究成功跨進(jìn)了化學(xué)的大門，并最終向催化反應(yīng)研究邁進(jìn)。他本科畢業(yè)于南開大學(xué)物理系，后在南開大學(xué)現(xiàn)代光學(xué)研究所獲得博士學(xué)位。2004年至2010年，他先后在美國德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校James E.Boggs教授課題組和德克薩斯A&M大學(xué)Michael B.Hall課題組從事博士后研究，并從2010年起在加州大學(xué)伯克利分校化學(xué)學(xué)院計(jì)算中心承擔(dān)教學(xué)和管理工作，并獨(dú)立開展科研。

2013年，一直心懷科研夢(mèng)想的他入選中國科學(xué)院“百人計(jì)劃”，毅然回國加入中國科學(xué)院化學(xué)研究所分子動(dòng)態(tài)與穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室并任課題組長。在加入化學(xué)所之后，他致力于金屬有機(jī)催化的基礎(chǔ)性、前瞻性理論研究。以高效、廉價(jià)的非貴金屬催化劑開發(fā)為目標(biāo)，以現(xiàn)代量子化學(xué)方法和高性能科學(xué)計(jì)算為手段，探索催化反應(yīng)的微觀機(jī)理，揭示催化過程的本質(zhì)，拓展惰性化學(xué)鍵活化與重組的方式，為新型非貴金屬催化劑的設(shè)計(jì)和開發(fā)提供有力的理論指導(dǎo)。近年來，他圍繞氫能開發(fā)和二氧化碳轉(zhuǎn)化利用，系統(tǒng)地研究了多個(gè)密切相關(guān)的催化加氫和脫氫反應(yīng)，包括二氧化碳與羰基化合物加氫、硼烷氨與醇類分子脫氫、光催化分解水制氫、以及氫化酶催化氫分子活化等。隨著研究工作的深入，楊新征在理論催化領(lǐng)域的研究逐步從單純的反應(yīng)機(jī)理探索和分析，拓展到以理論研究為指導(dǎo)的計(jì)算設(shè)計(jì)，并已成功預(yù)測(cè)了一系列新型非貴金屬配合物的結(jié)構(gòu)和催化特性。他在2011年通過理論計(jì)算提出的一種新型鉗形鐵配合物被Milstein教授課題組在實(shí)驗(yàn)上證實(shí)是迄今為止最高效的鐵基二氧化碳還原反應(yīng)催化劑。2013年計(jì)算預(yù)測(cè)的脂肪鉗形鐵配合物催化醇類分子脫氫反應(yīng)潛力也很快被Beller教授課題組在實(shí)驗(yàn)上證實(shí)。

楊新征課題組目前正在開展金屬有機(jī)配合物催化的氫分子活化與二氧化碳轉(zhuǎn)化反應(yīng)的理論研究，以及相關(guān)非貴金屬催化劑的計(jì)算設(shè)計(jì)工作。其中基于[Fe]-氫化酶活性中心結(jié)構(gòu)，可用于二氧化碳加氫與甲酸脫氫反應(yīng)的的鐵配合物催化劑計(jì)算設(shè)計(jì)工作已發(fā)表在Chem.Commun., 2015, 51, 13098。目前正在進(jìn)行基于[NiFe]-和[FeFe]-氫化酶活性中心結(jié)構(gòu)的非貴金屬催化劑設(shè)計(jì)工作，已成功構(gòu)建多種有潛力催化二氧化碳加氫制甲醇反應(yīng)的新型配合物，并完成了反應(yīng)機(jī)理計(jì)算和分析，相信不久的將來就會(huì)看到相關(guān)論文的發(fā)表。這種從現(xiàn)象解釋到理論預(yù)測(cè)和計(jì)算設(shè)計(jì)的進(jìn)展，不僅僅體現(xiàn)了他個(gè)人的研究特色和創(chuàng)新性，同時(shí)也使得他的研究工作處在理論催化領(lǐng)域的最前沿，目前他已經(jīng)在JACS、ACS Catalysis等重要學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表SCI收錄論文50余篇，并主持國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目1項(xiàng)。

談到放棄穩(wěn)定舒適的國外環(huán)境回國工作時(shí)，楊新征說：“雖然收入比國外少很多，但現(xiàn)在國內(nèi)的工作和生活條件比過去已經(jīng)有了很大的改善，而且正在逐步變得更好。而報(bào)效祖國、回饋社會(huì)和實(shí)現(xiàn)個(gè)人價(jià)值的結(jié)合，也是自己的理想的工作方式。希望我們的理論工作可以為新型高效、廉價(jià)的非貴金屬催化劑的設(shè)計(jì)，以及可再生能源的轉(zhuǎn)化利用提供一點(diǎn)啟發(fā),為祖國的天空增加一抹藍(lán)色。”