摘取化学的圣杯,科学家让童话成真!


吴骊珠从事光化学的研究 , 取得了人工光合成突破性进展 , 成功模拟了自然界光合作用的复杂过程 , 推动了太阳能的高效化学转化 , 为解决能源短缺和环境污染开辟了新的途径 。
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本文刊于《中国妇女》杂志
《中国妇女》封面人物:吴骊珠
吴骊珠的名字是随着2019年中科院新晋院士的名单热起来的 。 作为一名年轻的院士 , 吴骊珠珍惜这份至高的荣誉 。
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吴骊珠中国科学院院士 , 中国科学院理化技术研究所研究员 , 博士生导师 。 第十届中国青年科技奖、第七届中国青年女科学家奖、第三届中国化学会——赢创化学创新奖获得者
临近年末 , 她格外忙碌 。 前不久启动的“人工光合成”国家基础科学中心 , 让她又多了一个主战场 。 习近平总书记在科学家座谈会上强调“科学家要面向世界科技前沿” , 党的十九届五中全会又提出 , 把科技自立自强作为国家发展的战略支撑 。 吴骊珠所从事的光化学研究恰处在世界科技最前沿 , 其中已获突破的“人工光合作用”对实现氢能的绿色应用及二氧化碳的有效减排 , 对国家经济、能源发展都有深远影响 。
吴骊珠说自己很幸运 , 赶上了科技强国的好时代 。 国家的科研投入、仪器设备、人才配备等都与当年不可同日而语 。 “如果没有国家发展的强大后盾 , 没有团队的精诚合作 , 不会有我今天的成绩 。 ”
摘取化学的圣杯
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努力做好每件事是她的信条
吴骊珠人很随和 , 采访她是个愉快的过程 。 每次谈到那些高深的化学理论 , 她总是稍停一下 , 略带歉意地问一句:我说明白了吗?不会把你绕糊涂了吧?
对她研究的“人工光合作用”人们确实有高深莫测之感:这种研究有什么意义?与我们的生活有什么关系?未来有怎样的前景?
“大家都知道太阳能利用正在成为解决能源短缺和环境污染的理想途径 , 而自然界的光合作用是地球上最重要、规模最大的化学反应 , 是地球上最为有效固定太阳能的范例 。 ”采访时吴骊珠指着窗外的树向采访人员介绍 , “比如此刻 , 虽然我们感受不到它的变化 , 但在光照下 , 它正在与空气中的水和二氧化碳发生着化学反应——将水裂解释放氧气 , 同时将二氧化碳固定 。 ”假如实现人工光合作用 , 就能有效储存太阳能 。 因此 , “人工光合作用”一直被视为“化学圣杯” 。
在能源短缺和环境污染的双重倒逼下 , 氢能被纳入各国科学界的重点突破领域 , 虽然光合细菌中的氢化酶能够温和高效放出氢气 , 但直接提取和纯化氢化酶的难度很大 , 一旦脱离其赖以生存的生物体环境 , 暴露于空气 , 氢化酶的催化活性迅速降低 。 令人欣喜的是 , 生物学家通过蛋白晶体解析了它的分子结构 。
那么 , 能否利用化学合成方法构建人工模拟的氢化酶 , 看看人工合成的催化剂能否产生氢气呢?
一位从事生物氢化酶研究的朋友听到吴骊珠这个设想瞪大了眼睛:生物学家手里摇动的是生命 , 而化学家摇的是试剂 , 这其中真有联系吗?“我永远记得她当时那不可思议的表情 。 ”
但化学家不就是和分子打交道吗?了解了分子元素构成 , 就如同明晰了一道菜的食材配比 , 关键是你如何还原这道菜的色香味!2008年 , “人工光合作用”成了吴骊珠的研究课题 。