2018年7月，兰州大学化学化工学院博士生马天琼的名字，出现在国际顶级期刊《科学》的论文作者栏中。论文由兰州大学、北京大学和美国加州大学伯克利分校合作完成，研究对象并不显眼，却卡住了国际化学界多年。
这项成果的关键词，是共价有机框架材料。
它听起来有些生硬，实际却关系到储能、分离、催化和分子筛选等多个方向。简单说，就是让有机分子按照预定方式连接起来，形成规则的网状结构。难点在于，这些结构往往只能得到粉末或多晶材料，研究人员很难直接看清它的原子排列。
看不清，很多判断就只能依赖衍射数据和计算模型。
模型可以推演，实验却必须验证。长期以来，如何制备出尺寸足够大、质量足够高的单晶，并通过单晶衍射准确解析其内部结构，始终是这一领域绕不开的难题。马天琼选择的，正是这块最难啃的骨头。
她与兰州大学的缘分，始于2006年。那一年，她进入兰州大学学习。2008年，她到中国科学院院士涂永强的实验室参加科研见习，接触到有机化学和材料研究。后来，她又主动参加支教，离开实验室一年。
这段经历没有让她偏离科研，反而使她对未来的方向想得更清楚。支教结束后，她回到学校继续学习，凭借材料化学方面的基础，逐渐把兴趣集中到有机功能材料上。2011年，她被保送进入王为教授课题组，开始硕博连读。
王为课题组较早开展共价有机框架材料研究。也正是在这里，马天琼合成出一种新的材料，并将其命名为“兰州大学一百一十一号”。名字并不响亮，背后的结构却十分复杂，尤其涉及一种少见的手性拓扑构型。
那时，实验室里经常面对这样的场景：仪器有数据，样品有变化，可真正能够说明问题的单晶始终长不出来。马天琼后来回忆过类似的困境：“如果结构不能被直接确认，前面的推断就总差一步。”
她没有急着更换课题，而是转身补课。晶体学、结构解析、计算机模拟，这些原本不完全属于她本科训练重点的内容，被一点点搬到书桌上。不会，就查；看不懂，就反复推演。
实验室的日子很单调。清洗仪器，配制样品，观察结晶，再记录失败原因。实验没有明显进展时，她便带着电脑和书，找安静的地方学习。旁人看见的是“总在看书”，导师看到的却是她在为一个关键问题搭建新的知识工具。
有意思的是，导师并没有因为迟迟没有结果而要求她立即换方向。王为教授一方面着急，另一方面仍给她时间，并鼓励她继续钻研晶体学。对于一个年轻研究者来说，这种允许沉淀的空间十分重要。科研并不总是立刻交出漂亮结果，很多时候，真正的突破先发生在认知方式上。
2013年，转机从一次学术交流开始。王为教授赴美国参加会议期间，接触到从事药物多晶型研究的殷小天。殷小天后来回国，马天琼抓住机会，就晶体生长和结构解析等问题向他请教。
“你现在缺的，未必是更多实验，而是对晶体形成过程的重新理解。”这类交流让她受到启发。她开始调整实验条件，不再只盯着能否得到样品，而是观察晶体如何成核、如何逐步长大，以及不同条件对结构完整性的影响。
尝试持续了一年多。纳米尺度的晶体终于出现，并显示出继续长大的可能。这个变化很小，却让课题组看到了希望。有人担心她在一个过于困难的方向上耗费太久，也有人建议她换个容易毕业的项目。
她没有照做。
从纳米晶体到可供单晶衍射使用的大尺寸晶体，中间隔着大量重复实验。温度、浓度、溶剂、反应时间，任何一个环节出现偏差，都可能使晶体重新变成无序的粉末。马天琼只能不断记录、比较，再把失败拆开分析。
多年积累终于产生了结果。她掌握了较为有效的晶体生长方法，获得了大尺寸单晶，并据此解析出此前合成材料的精确结构，确认了其罕见的手性拓扑。过去依靠模型和间接证据进行的判断，第一次有了原子尺度上的实验支撑。
论文题为《共价有机框架的单晶射线衍射结构》，以兰州大学为第一完成单位，合作单位包括北京大学和加州大学伯克利分校。2018年，这项成果发表于《科学》杂志。对马天琼而言，论文发表并不是七年工作的起点，而是那段漫长试错被正式记录下来的时刻。
取得博士学位后，她曾在北京大学无机固体化学课题组从事博士后研究。2019年起，她又前往加州大学伯克利分校继续博士后研究，仍然围绕单晶和有机框架材料展开探索。科研道路没有因为一篇顶级论文而结束，课题只是从一个难题转向了下一个难题。
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