陈德鑫在旅行途中
对中国人来说,西行有独特的文化含义——《西游记》不就是一场追求理想的西行吗?
对陈德鑫来说,西行有着多重的意味。本科选择兰州大学,是西行;博士选择西湖大学,是西行;选择一个实验室从未做过的方向,是西行;毕业后,把博士期间研发的技术推进到产业化,是西行。
2026年2月,陈德鑫完成了国家自然科学基金青年学生基础研究项目的结项答辩,并成功拿到了延续资助(青年科学基金项目C类)。西湖大学是这一青年学生研究项目的首批试点单位之一,这一项目“陪伴”了他的博士阶段的后半程,也将开启他博后的新阶段。
还有,很多西湖师生都会在视频号刷到一个叫“大鑫哥Plus”的账号,分享校园生活的点滴,没错,“大鑫哥”就是陈德鑫。今天,我们听“大鑫哥”自己讲述“西行”的故事。
陈德鑫(右)在博士答辩时和孙老师的合影,“声援”易拉宝是同学送的
—以下改编自陈德鑫的自述—
我叫陈德鑫,出生在温州。2016年我考入兰州大学化学专业基地班。新生报道的时候,我和妈妈坐飞机去的兰州。在飞机上一看,兰州附近全是黄土高坡,没有树。我妈说,怎么会这样子,怎么跟网上看到的不一样,网上拍的好多花花草草。
这是我的第一次西行,只是当时我没有想到,生命中还有一次次“西行”。
2019年6月13日,西湖大学邓力教授带队来兰州大学做博士招生宣讲,我记得那一天很凉爽,教室里基本都坐满了。邓老师是做有机化学的,很有那种严谨学者的气质。我听完后,很快就去报了一个西湖大学的夏令营。
后来经过考核和面试,我如愿考入西湖大学。到了选择导师的时候,我联系上了刚刚回国的孙立成教授。
先是微信聊了基本情况后,孙老师邀请我到办公室面谈。他问了我本科做了一些什么方向,我提到了做热催化二氧化碳还原,还做过一些催化剂的设计。他也考察了我对一些反应机制的理解,问得很细,很多实验细节也问到了。
孙立成教授在实验室
上午聊完后,孙老师说,中午就一起在食堂吃个饭吧。我就先离开了孙老师办公室,到了12点15分,我到理学院楼下等孙老师。没想到孙老师电话打过来,说我们都到食堂了,你人呢?我又赶紧跑过去,心想这回没戏了。
孙老师还带了两位特聘研究员,张彪彪老师和王涛老师。我点了一碗牛肉米粉,但几乎没有怎么吃。三位老师在吃饭间隙,不断抛出各种专业问题,什么电子顺磁共振,什么X射线光电子能谱手段……我感觉这些问题比我碗里的米粉还细。
原来说好的吃饭,竟然是面试的下半场,一场“三师会审”。
因为中途错误的“迟到”,吃饭的时候我已经很紧张,吃完就觉得更没戏了。到了当天大概下午1点的时候,孙老师突然发来一条信息:“准备好挑战光电催化水分解课题了吗?”就这样,我成了孙老师回国后第一个博士生。
孙老师在2020年全职加入西湖大学之前,其学术生涯主要是在瑞典度过的,特别是长期担任瑞典皇家理工学院(KTH)的讲席教授。他这一阶段的研究工作被国际学术界誉为人工光合作用领域的“先行者”。
孙老师最负盛名的成就之一是分子水氧化催化体系的研究。在自然界的光合作用中,水氧化是最难实现的一步,被称为该领域的“圣杯”。孙老师曾成功合成了多种受植物光系统中Mn₄CaO₅簇结构启发的分子催化剂。
西湖大学人工光合作用与太阳能燃料中心(云栖校区)
开组会的时候,孙老师最爱说的一句话就是,道法自然。
孙老师希望我开展光电催化水分解相关的研究,所以第一年我在电解水催化剂设计方面做了一些初步尝试。一次突发奇想,我尝试把乙醇加到电解水阳极侧,发现性能有较大提升。后面我就想,能否利用有机小分子氧化耦合电解水,来制备高附加值化学品。
对于当时的实验室来说,这是一个新的研究方向,我在组会上提出来的时候,孙老师居然同意了,愿意让一个博士新生尝试。
2022年初,我开始了5-羟甲基糠醛(HMF)电氧化制备2,5-呋喃二甲酸(FDCA)方面的研究。这是一种利用秸秆等生物质生产可降解塑料的技术,传统方法需要高温与氧化剂的使用,我们试图利用电解来实现这一过程,追求更低能耗、更低排放、更低成本。
孙立成的课堂上
前期组里没有这方面的积累,我算组里第一个开始做这个方向的,也算科研路上的一次“西行”。
我发现在阳极氧化过程中,水的氧化会让目标底物的氧化效率降低,我们就着手抑制这个过程,专业上叫“钝化竞争的水氧化反应”。
经过一年多时间,到2023年7月,这项工作发表了组里第一篇Angew. Chem. Int. Ed.文章。这个工作实现了高效的HMF氧化。得知文章被接受的时候,我刚好在昆明开会,还失眠了一会儿。
后来我们生物质小组队伍逐渐壮大,围绕生物质转化电催化剂的设计、反应机制的解析与反应体系的放大开展了一系列相关研究,期间我们也申请了专利。
陈德鑫在香港中文大学交流
2023年,国家自然科学基金委首次试点青年学生基础研究项目(博士研究生),西湖大学是为数不多的试点单位之一。
同孙老师讨论后,我准备申请这一项目,希望借助项目的支持,进一步让技术走向应用。当时老师和同学们都没有类似课题申报的经验,从课题选定、申请书撰写、答辩演练,都没有石头可以摸着过河,我反倒喜欢这种“惊险刺激”的氛围。
2024年3月23日是答辩日,当时南方高校的答辩点就在杭州。我走进答辩教室的时候,台下全是评委,大概20多个,突然有一种学生给教授上课的“错觉”。
结果出来后,项目获批让我也松了一口气,自那以后感觉尝试与挑战未知事物,也不那么可怕,也逐渐更有信心了。
让我没有想到的是,最初一个好奇的尝试,成了我博士研究的主线。其实对孙老师来说,何尝不是。他回国后,也没有停留在光催化领域,带领团队在阴离子交换膜电解水制氢(AEM-WE)等新领域创造了多项新纪录,不少技术已经进入产品化阶段。
2025年12月,我博士毕业,孙老师和我聊毕业去向,他给了我一个建议,既然电催化生物质转化已经看到产业化的可能,为什么不继续把这件事做完?所以,我继续选择留在西湖大学从事博士后研究,目标也很明确:产业化。
但从实验室到实际生产,最大的障碍是“放大”。能在试管里跑通的实验,随着在产线上的规模放大,会产生诸多新问题,例如催化材料的均一性问题、稳定性问题,不一而足。
而解决这些问题,需要非常交叉的学科视角,从理论到技术再到工艺,而且只能靠着我们自己摸索,一线工程师也未必有经验,因为实验室的催化反应他们未必接触过。
时间到了2026年2月,青年学生基础研究项目的结项答辩和延续资助(青年科学基金项目C类)在北京举行。这次延续资助,就是聚焦于催化剂可能发生的失活机制来开展相关研究,我的博后阶段就这样“无缝衔接”了。
还记得有段时间,孙老师和我几乎每天早上8点准时在云栖食堂吃早饭,从生活到科研无处不聊,包括研究方向、课题选定、研究思路还有孙老师会分享一些研究经历。孙老师常说抓住机会很重要,尤其是选定了某一个特定的研究方向,要做精做深。
2022年教师节,我送了孙老师一本书,是路遥的《人生》,这本书的扉页引用了柳青的一段话:人生的道路虽然漫长,但紧要处常常只有几步,特别是当人年轻的时候。我选这本书,是觉得小说写的是孙老师那一辈人的时代,但故事不会只属于一代人。
就好像,孙老师也在经历“西行”,做之前从未做到过的研究。最后,我想用明朝诗人王祎的一首《兰州》来结束这篇文章——
洮云陇草都行尽,路到兰州是极边。
谁信西行从此始,一重天外一重天。
来源:西湖大学WestlakeUniversity
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