从“臭名昭著”到“绿色基石”,他用十四年驯服了难控的硫,一位青年科学家的破壁之路
姜雪峰(左二)和他的团队。受访者供图
“化学周期表118个元素,我们偏偏选了很‘不受待见’的那一个。”接受记者采访前,华东师范大学化学系青年教授姜雪峰刚刚以第一完成人的身份获得2024年度上海市科学技术奖自然科学奖一等奖荣誉。自2011年毅然投身硫化学领域起,他就始终相信:背负着“恶臭”“危险”“难控制”等恶名的硫,是一个被低估的“天才”,“我们要做的就是释放它的真正潜能。”
青年报记者 刘晶晶
摆脱恶名,为硫戴上绿色面具
“生命中的含硫氨基酸和二硫键维系着蛋白质的三级结构,它是生命第六大元素。”他指着分子结构模型解释道,“全球前200名药物中超过1/3含硫,青霉素、头孢、奥美拉唑等特效药都离不开硫。”姜雪峰如数家珍地向记者展示着含硫物质的奇妙世界:大蒜素里的抗菌成分、OLED屏幕中的发光材料,甚至新能源汽车上取代金属的“塑料黄金”聚苯硫醚。
从2011年起,姜雪峰团队就锚定了硫化学领域。十余年深挖,让他们在国际硫化学领域跻身前列,甚至达到引领地位。但真正的挑战在于:如何让硫化学摆脱“臭名昭著”的标签?硫化氢的臭鸡蛋味、乙硫醇的极致恶臭、含硫物质的易燃易爆与污染风险,如同一道道无形壁垒,阻碍着硫的广泛应用。
破局之钥来自基础理论的革新。团队在国际上首创性地提出并实践“面具效应”——巧妙地利用分子结构设计,如同给无机硫戴上一副“面具”,将其转化为有机硫。这一核心策略从根本上规避了传统工艺中催化剂毒化、恶臭副产物和反应控制难等痼疾。该成果不仅获得国际认可,更被多家药企和化工公司采用,真正打通了一条绿色、安全、高效的硫化学新路径。
科学突破的道路并非坦途,驯服硫的道路布满荆棘。“早期的理念不被国际认可,高影响力期刊常把我们拒之门外。”姜雪峰坦言。但团队顶住压力,用更扎实的数据、更普适的“面具效应”应用和更深入的科学证据,最终赢得了国际同行的广泛尊重。
他们为绿色硫化学树立了清晰的“3S”标准——Smellless,无臭,让恶臭的硫化学变得“无臭”;Stable,稳定,极大提升含硫化合物的稳定性,大幅降低安全风险;Sustainable,可持续,确保硫化学过程环境友好,不产生新的污染负担。
“传统的硫化学不是绿色的、环保的、安全的,”姜雪峰强调,“但通过建立新的科学模式和化学反应,我们把原本危险、有污染的化学,变成了环保、绿色、可持续的化学。”“3S”标准成为衡量硫化学绿色转型的标尺。
选题如择路,科研如长跑
支撑这一系统创新的,是一支从最初3人扩展至80人的交叉团队。团队不仅包括由博士后、博士、硕士组成的研究梯队,还配备了专攻工程转化的工程师团队。“打通科学到产业化的‘最后一公里’,需要强大的工程技术支撑。”姜雪峰解释道。这支产学研深度融合的队伍,正将实验室的绿色硫化学蓝图,加速转化为现实生产力。
回首十余年征程,姜雪峰始终认为,“选题如择路,生死攸关”。在他看来,一个真正的科学问题应具备两大特质:一是具备重大价值,能切实服务于国计民生、人类发展,如硫在生物医药、材料储能、食品健康等领域的关键作用。二是存在科学瓶颈,唯有突破“不可能”才能体现科学的价值。
选题正确后,唯有全力以赴、坚持不懈。他常用长跑比喻科研,“台风天也要跑,酷暑寒冬也要跑。如同科研,坚持每天突破一点点”。在他看来,科学的失败、挫折、不被认可、被质疑都是常态。正是在这种淬炼中,科学理解才变得更深刻、更有价值,推动科学家不断反思、提炼、迭代,最终产生更大突破。“目标清晰,道路必然曲折。”这是姜雪峰对科研常态的清醒认知。
获奖之后,姜雪峰坦言很是高兴,但他也清醒:“如果一个科学家以获奖为终点,那奖就成了终点。”他视荣誉为鼓励,为驿站。团队已看向更远的未来:深化硫化学体系,紧密对接产业,持续迭代科学问题。
“生活和科学都没有终点,我们只是在这个过程中全力以赴。”姜雪峰深知,研究硫元素的征程远未结束。让这种“臭名昭著”的元素彻底转变为支撑绿色未来的“基石”,他和他的团队仍在不懈努力。
青年报记者 刘晶晶
来源:青年报
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