从“成绩平平”到人生首篇Nature，华人博后：科

 
从“成绩平平”到人生首篇Nature，华人博后：科研是追求本真  
 

 

“在读博之前，我成绩平平，不怎么爱学习，也没有考上好大学。”张秋波回忆，读博、做科研是他人生的转折点。

近日，美国劳伦斯·伯克利实验室郑海梅团队在Nature上发文，实现了液相电化学液体池原子分辨成像的突破，同时打破了对带电固液界面的传统认知。

张秋波在郑海梅课题组做博后，他是论文的第一作者，也是整个研究的主导者。在高手如云的伯克利实验室，张秋波的学历背景并不突出——本硕都是一般院校。但自读博以来，张秋波“没发过差文章”，这次更是发表了人生中的首篇Nature文章。

“人生是一个长跑的过程，重要的是不迷失。”张秋波告诉《中国科学报》。这其实并不是一个“咸鱼翻身”的故事，因为只要找准了人生方向，每个人本就不是“咸鱼”。

郑海梅（左一）与张秋波工作照

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两个重要突破

电化学反应是由电流引起或伴随电流的化学变化，是电化学电池（如干电池、蓄电池）、电解（如电解水、金属电镀）、燃料电池和太阳能燃料发电等技术的基础。

液相电化学是当今国际的研究热点，涉及能源、环境等各个方面，但是关于液相电化学过程的微观细节，尤其是其原子动态，目前尚不可知。近二十年来，郑海梅课题组一直致力于高分辨液体池的探索，在原子尺度上观察相关物理化学过程的动态细节。

“我们开发了一种新型的电化学液体池——使用聚合物膜取代硅窗口，并结合纳米制造工艺在薄膜上沉积电极来提高液体池的分辨率。”据张秋波描述，他们在技术上的突破是独一无二的，已经申请了专利，“别的实验室纵然有‘高大上’的电镜仪器，也实现不了这个技术”。

发表在Nature上的研究，其中张秋波为第一作者，郑海梅为通讯作者

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张秋波总结称，这项研究实现了两个重要突破。

第一，通过开发新型电化学液体池，在原位技术上实现了透射电镜在液相环境中表征的分辨率，能够达到原子级别的分辨率，并对反应中的化学现象进行元素和化学态的实时跟踪。

第二，打破了对带电固液界面（固体与电解液的接触面）的传统认知。张秋波等人发现，在铜催化的二氧化碳还原过程中，在固液界面处存在着一个很难被观察到的非晶中间相。而以往的研究者往往忽视非晶中间相的存在及其对电化学反应的作用。

而这两点突破，无疑都具有巨大的应用潜力。

在论文发表后，郑海梅和张秋波陆续收到多封电镜公司发来、希望“寻求合作”的邮件——他们开发的新型电化学液体池可以用于研究不同的电化学体系，并应用于许多不同的领域，如生物、化学、物理领域；在规模化生产后，可提供给各高校、各研究所用于研究。

此外，他们发现的非晶中间相能够重构催化剂的表面，调节催化剂和电解液之间的质量传输，从而影响催化剂的效率和稳定性。“弄清这个机理之后，我们可以优化催化剂并用于二氧化碳还原，这样可以解决能源污染和温室效应的问题。应用到产氢或生物方面，还可以带来经济效益。”张秋波说。

张秋波

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“十年磨一剑”

“有人调侃道，在Nature上发一篇文章，就要大病一场。”张秋波笑着说，一篇好文章背后的工作量是巨大的，要持续不断地耗费精力。