导读

近日,国家自然科学基金委发布2026年度国家自然科学基金青年学生基础研究项目(本科生)资助项目批准通知,复旦大学化学系2个项目、上海交通大学化学化工学院1个项目获批资助。

国家自然科学基金青年学生基础研究项目(本科生为基金委试点项目,采用学生独立主持、导师指导咨询为辅模式,前移基础研究人才资助端口,支持优秀本科生作为项目负责人自主开展基础研究,单项资助强度 10 万元,执行期限最长 2 年,经费实行包干制,旨在早期发掘和培育基础研究后备人才。

复旦大学化学系

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李雨阳

研究项目:大气活性氮氧化物水解反应的微观机制研究

指导教师:曾小庆

国自然项目的资助于我而言是一种信任,更是我投身基础研究的动力。回望从申报到答辩的数月,从文献调研、凝练科学问题,到设计技术路线、接受同行审视,我第一次完整经历了科研选题与论证的全过程;隧穿如何判定、低温结果能否迁移到实际环境、复合物构型如何影响反应——每一个“为什么”被追问到底的过程,都是对化学动力学基本功的重新夯实。答辩现场,评审老师围绕科学意义、可行性与应用价值层层追问,让我真切体会到:基础研究的价值不止于论文,更在于把“机理—模型—治理”的链条想清楚、做扎实。未来一年,我将把研究做实做深,不负信任。

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章乐申

研究项目:面向酸性析氧反应的团簇活性位点集体性与尺寸效应的研究

指导教师:郑耿锋

科研中,想要做出出色的工作,不可或缺的是资源、运气与努力。依托充足的学术资源,经历多次尝试以找到最具前瞻性的科学问题,再投入百分之百的努力,三者缺一不可。很感谢复旦给了我一个足够优秀的平台,很幸运能够进入 Nanocatalysis Group,有机会接触到最前沿的科研。评审过程中,老师们对我的申请书和PPT提出了很多建设性意见,让我能够以更全面的视角和规范的学术思维,深入分析自己的工作。同时,我也十分感谢复旦大学化学系支持我赴国外开展学术交流,让我充分开拓了眼界,切身感受到国际顶尖科研团队是如何运行的,并找准了自己的定位;更深刻地明白了一名科研人员该如何选择课题,以及如何充分利用身边的资源开展研究,快速成长。、

复旦大学化学系历年本科生项目:

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上海交通大学化学化工学院

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朱彤宸

化院2023级化学(强基计划)本科生

研究项目:“镍催化剂自旋态调控烯烃异构发散构建手性多烯化合物”

项目简介:该项目在张万斌院士、高峰副研究员的指导下开展,围绕镍催化剂自旋态与反应选择性的关系,探索从共同原料出发、选择性构建不同二烯骨架的方法,为含氮手性分子的精准合成提供新的研究思路。

从化学兴趣出发,走进科研实践

高中阶段的化学竞赛经历,让朱彤宸对有机化学产生了浓厚兴趣。进入上海交通大学化学强基计划后,他系统学习有机化学、有机合成、物理有机化学及化学计算与建模等课程,相关课程成绩均达90分及以上,并先后获得埃克森美孚奖学金、校友奖学金。

实验课成为他走近科研的契机。作为他的实验课教师,高峰副研究员鼓励他尽早参与科研,将专业兴趣落实到具体问题的探索中,在基础研究实践中锻炼能力。大一暑假,朱彤宸进入张万斌院士课题组,在高峰副研究员的具体指导下开始科研训练。

最初,他参与了PRP项目,承担配体设计、文献调研、催化反应开展及结题报告撰写等工作。这段经历让他逐步熟悉反应开发的基本过程,也为后续围绕催化剂设计开展研究积累了经验。

深入基础概念,探索催化剂设计

随着科研训练的深入,朱彤宸开始围绕催化剂自旋态开展“强基计划”科创实践项目,探索用于烯丙基立体发散偶联的配体设计。

这一研究方向与老师的引导密切相关。在科研指导中,老师鼓励学生重新审视熟悉的基础知识,关注其中尚未充分用于反应设计的可能性。自旋态这一课堂中的电子结构概念,由此成为连接基础理论与催化研究的切入点:金属中心电子状态的差异,能否转化为控制反应路径的新手段?

要研究这一问题,首先需要设计合适的配体。配体与金属中心结合,可以改变其周围的配位环境,为调节金属电子结构提供途径。围绕这一目标,朱彤宸查阅文献,结合计算化学分析候选配体的电子性质,并开展不同类型配体的合成,为后续研究准备分子工具。

配体设计还需要通过实际合成加以检验。在一种目标双齿配体的制备中,原定缩合条件未能获得产物,调整缩合试剂后才完成合成;另一些候选配体的路线则仍需继续探索。通过这些具体工作,他逐步将理论设想落实为可供实验研究的配体分子,也积累了文献分析、计算筛选与合成路线调整的经验。

这一阶段的工作,为进一步研究金属中心自旋态与催化选择性的关系奠定了基础。

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面向骨架选择性,凝练新的研究问题

在分子合成中,如何从共同原料出发,有选择地获得不同结构的产物,是发散合成关注的重要问题。这样的研究能够为构建结构多样的分子库提供方法,也为后续比较分子性质、开展功能研究创造条件。

此次基金项目关注的1,3-二烯与1,4-二烯,区别在于两个双键的相对位置。对于含氮手性分子的构建而言,两类骨架提供了不同的结构选择。然而,要从共同原料出发分别获得它们,需要控制反应中的双键迁移及竞争路径。如何使烯烃异构化按照预期进行,成为项目希望解决的关键问题。

张万斌院士团队此前已发展了通过切换镍催化剂自旋态实现区域发散反应的策略,为从金属电子结构出发设计选择性催化体系提供了新的思路。基于课题组前期工作,结合自身在配体设计与合成中的积累,朱彤宸在老师指导下进一步探索:能否利用自旋态对金属与底物相互作用的影响,调节烯烃异构化过程,实现两类二烯骨架的可控构建?

由此,前期的配体研究与新的反应问题建立了联系。配体设计提供调节金属中心电子环境的候选工具,而二烯骨架的发散合成,则为研究这些变化如何影响反应路径提供了具体对象。

目前,前期实验已在不同催化体系与反应条件下获得不同的二烯产物分布,为项目开展提供了依据。后续研究将结合磁学、光谱表征与理论计算,考察镍物种的自旋态及相关反应过程,进一步检验自旋态与骨架选择性之间的关系,并持续优化反应的立体选择性。

在悉心指导下完善思路,在交流中积累成长

从前期工作到基金申报,需要将已有研究整理为明确的科学问题,并提出能够检验设想的研究计划。项目申请书的撰写与答辩准备,也是朱彤宸进一步梳理课题逻辑的过程。

张万斌院士和高峰副研究员在这一过程中给予了悉心指导。两位老师帮助他修改项目申请书和汇报PPT,指导他练习答辩,梳理研究背景、前期基础与后续计划之间的关系。通过讨论和修改,他进一步明确了项目希望回答的问题,以及需要通过实验和计算验证的内容。

从实验课上的科研启蒙,到进组后的具体指导,高峰副研究员持续支持他的科研探索;张万斌院士的指导和课题组的研究积累,则为他凝练研究方向、开展项目工作提供了支持。师兄师姐在实验技能和科学思维训练中的帮助,也陪伴他逐步熟悉科研工作的要求。

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立足基础研究,在持续探索中回应国家需求

项目获批后,朱彤宸将继续推进配体与催化体系研究,围绕二烯骨架选择性开展实验,并结合理论计算深入考察反应机理,在研究过程中提升独立思考和解决问题的能力。

未来,他计划在张万斌院士课题组继续攻读博士学位,深入开展过渡金属催化与手性分子合成研究。高中时期萌发的有机化学兴趣,正在通过专业学习和科研实践,逐步转化为长期深耕基础研究的志向。

作为强基计划学生,他希望将个人研究兴趣与国家需求相结合,在化学基础研究中扎实积累、持续探索,为手性分子合成等领域的方法创新贡献力量,在未来的科研道路上践行强基报国的初心。

来源:复旦大学化学系、上海交通大学化学化工学院