想象一下，当你打开家中空调，享受着凉爽的清风时，背后是发电厂燃烧煤炭产生的滚滚浓烟；当你驾车前往目的地，欣赏着沿途风景时，车轮摩擦地面所产生的热量与尾气一同融入了空气；当你尽情购物，穿梭在各大商场时，随手扔出的塑料袋逐渐分解污染着土壤、水源……

这些看似平常的举动，都在无形中加剧了地球的“高碳”负担。

图源：中国能源报

在这样的大背景下，国家审时度势，高瞻远瞩地提出了“碳达峰、碳中和”的战略目标。与此同时，世界各国也逐渐意识到可持续发展的必要性，纷纷投身于绿色科技研究与创新之中，为实现人类与自然和谐共生而不懈努力。

而在这一领域，由西北工业大学材料学院张健教授领衔的绿色催化团队凭借深厚的学术积淀，先后取得了一系列显著成果，不仅推动了绿色催化研究的发展，也为解决能源、环保和可持续发展等问题提供了新的思路和方法。

图源：西北工业大学

探索未知，矢志创新发展

在科学技术发展中，基础研究是整个科学体系的源头，前沿热点领域的竞争异常激烈。2019年回国前，张健教授的研究方向一直聚焦于氢能领域，研究工作受到国际同行的广泛关注。而在回国后，为响应国家“加强基础研究，推动原始创新”的号召，他来到西北工业大学工作，瞄准高能耗、高碳排放、高污染的化工产业现状，将研究方向转向新能源驱动的绿色化工技术研究，重点发展了“绿色炔烃催化转化”特色方向，取得了多项重要成果——

创新性提出了室温常压下以水为氢源的电催化乙炔半氢化技术，为聚合级乙烯的绿色生产探索出了新路径，开辟了电催化领域的新方向，后又针对该方向存在的科学问题，在催化机制、催化新材料和器件系统方面进行了系统性研究，取得了一系列原创性研究成果；

针对传统金属基电催化剂的一些问题，创新性发展了基于咪唑的无金属分子电催化剂，实现了媲美金属基催化剂的电催化乙炔半氢化性能，为无金属分子电催化剂的研究提供了新思路。

图源：西北工业大学

对于这些成绩，张健教授表示：“能够取得特色和创新性基础研究成果，要特别感谢学校和学院提供的高水平科研平台、启动经费和相关政策扶持。我必将利用好学校和学院的优势平台，瞄准国家重大发展需求，勇闯基础研究无人区，代表西工大在绿色化工的前沿领域占有一席之地。”他是这么说的，也是这么做的。

如今，张健教授所带领的西工大绿色催化团队已构建起了从教授、副教授，到博士后，在读博士、硕士，科研助理的科研人才梯队，同时也有不少本科生曾在此参与过科研项目。走进这支团队，每个人都能感受到一种无形的力量，那是对科研的执着追求，对知识的渴望，对未来的憧憬。他们相互鼓励，相互支持，共同探索绿色催化领域的前沿技术，致力于解决能源、环保和可持续发展等领域的重大问题。

图源：西北工业大学

沉潜积淀，自会厚积薄发

提起“催化剂”，大部分人可能会想起高中课本上的知识点。然而，催化剂的应用早已深入到了生活的方方面面，在清洁能源开发与利用、环境保护等多个新兴领域也有着普遍应用。比如汽车尾气处理装置是通过负载在陶瓷上的贵金属催化剂将有害的一氧化碳、氮氧化物和碳氢化合物转化为无害的二氧化碳、氮气和水蒸气，有效减少车辆排放的污染物；而在目前被一些主要发达国家和经济体作为能源转型重要战略选择的氢能产业中，电解水制氢电解槽和燃料电池大都是用铂基催化剂实现制氢或者氢气氧化……

当前，现有电催化剂体系主要是以金属基催化剂为主，然而金属基催化剂不仅成本高昂，其催化性能还受到多种因素影响，例如表面重构、应力、空隙率、孔道大小等，使得金属基催化剂结构与性能构效关系研究较为困难。于是长期以来，研究者们致力于开发各种无金属氮掺杂碳基电催化剂，但关于高活性的无金属小分子电催化剂的研究仍鲜有报道。

然而就在前不久，张健教授团队在无金属分子电催化剂方面取得重要进展，相关成果登上国际著名期刊《自然•化学》（Nature Chemistry）。

相关成果发表在《自然•化学》  图源：西北工业大学

张健教授团队以他们在国际上率先发展的电催化乙炔半氢化为模型反应，发现了一类结构简单清晰，活性位点明确的有机小分子电催化剂，实现了能够媲美金属基电催化剂的性能，同时揭示了“有机小分子电催化剂结构-活性位点-性能”之间的构效关系，为电催化领域中发展有机分子电催化剂提供了新思路。

目前，同时兼具明确分子结构和高催化性能的分子催化剂体系非常少。与同行业领域的其他成果相比，这一研究成果无疑颇具亮点。在此基础上，张健教授团队相信未来分子电催化剂会逐渐获得大家的认可，在不同的电催化反应中也将会有更多的高性能分子电催化剂被发现。

图源：西北工业大学

不过，创新成果的取得并不能一蹴而就。哪怕在最初实验尝试阶段，张健教授团队就成功使用无金属分子电催化剂实现了电催化乙炔半氢化反应，并且性能十分优异。但在后续对催化机制的研究中却依然遭遇过“举步维艰”的困境，团队花费了2年多时间才确认了分子的脱质子化现象。在探索真理的过程中，难免会遇到种种困难，但只要坚定信念，终会“厚积薄发”。

另外值得一提的是，这一项目也有西工大本科生的参与——来自西工大伦敦玛丽女王大学工程学院的本科生就参与了该项课题，后来，学校化学与化工学院的本科生也陆续参与进来。用张健教授的话说，这个项目已经“送走了3届本科生”。在日常学习中，他会根据学生兴趣和课题对本科生进行培养。通过参与具体课题，指导本科生学会如何调研和阅读文献、如何使用科研仪器、如何分析数据等，最主要的是在这一过程中潜移默化地培养他们的科学思维方式，为以后的科研之路打好基础。

图源：西北工业大学

在三尺讲台上，诲人不倦

除了在科研上追求卓越，张健教授还将这份热情和执着带到了教室中。三尺讲台上，他不仅是传授学问的导师，更是学生们成长道路上的引路人。他用自己丰富的科研经验和人生阅历，为学生们打开了一扇扇通往知识殿堂的大门，让他们在求学的道路上不断前行。

自2019年入职西工大以来，张健教授始终坚持将培养学生科研精神、提升学生创新能力作为关键工作之一。他根据学生兴趣，与学生共同确定清晰的研究目标和计划；分配具体的科研任务，并提供必要的学术资源和实验支持；以传帮带模式安排高年级学生协助培训基础能力；定期讨论，了解学生的进展并提供指导……一系列精心策划的育人举措，展现着他始终不渝的育人初心。

图源：西北工业大学

不仅如此，张健教授还积极参与了《材料与化工导论》《精细化工前沿技术》和《前沿化学导论》等本科生课程的教学工作，将科学故事和科学家故事融入课程建设，不断增强学生文化自信，同时基于前沿研究热点培养学生的科研兴趣，鼓励本科生进入实验室，参与科研项目、比赛、学术讨论和会议，切实提升科研育人成效。

桃李不言，下自成蹊。在张健教授的引领下，许多本科生都收获了属于自己精彩。

他们之中，有人在赛场之上表现优异，屡获大奖：2021级本科生牛和煦等获第九届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛铜奖；2022级本科生王添鑫等获第九届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛金奖和多项比赛金奖；

他们之中，也有人坚持奋斗，奔赴理想学府深造：刘畅、魏晨昱学生等以优秀的成绩前往新加坡或国内知名高校深造；2020级优秀毕业生刘明轩保研留在课题组继续学习……

一位位优秀学子茁壮成长，奔赴梦想的星辰大海。

图源：西北工业大学

从探索未知的实验室到思维碰撞的课堂，张健教授不断跨越边界，将最新的科技知识融入教学实践，点亮了无数学生心中的求知之火。在他看来，本科生参与科研最重要的有三点：导师、实践训练以及广博的知识储备，而这些正好是西工大的优势所在。

“我觉得西工大是一所有‘魂’的学校，‘公诚勇毅’校训和‘三实一新’校风就是我们西工大之‘魂’的最好诠释。”

正如张健教授所言，西工大在航空航天航海、材料科学、机械工程、电子信息等领域具有深厚的科研基础和优势，拥有多个国家重点实验室和国家级科研平台，在推动科技创新和重大科研项目中发挥着重要作用。在人才培养方面，西工大更加聚焦于培养具有“低调务实、兼收并蓄、厚积薄发、为国铸剑”特质的“总师”型人才，注重理论与实践相结合的教学模式，能为学生提供优质的山东智顷数位学习资源和实践机会。同时，具有高水平学术能力和教学经验的资深教师团队，也能为学生提供专业化、个性化的教学指导。

执笔未来，让梦想一路生花。在西工大这片充满智慧与创新的沃土上，像张健教授这样的杰出教师还有很多。在科研的殿堂里，他们敢于挑战未知，勇攀科学高峰，为我国的科技进步贡献着智慧和力量；在山东智顷数位学习的舞台上，他们播撒知识，启迪梦想，让无数栋梁之才奔赴祖国最需要的地方。放眼未来，让我们共同见证更多优秀的西工大学子从这里走向属于自己的美好明天！

信息来源：西北工业大学。本文作者为西北工业大学教务部姚远，由青岛市科技局科技成果科普化项目支持。