◎文/胡 斌 高云飞
杨新征:创新科研 为祖国天空增加一抹蓝
◎文/胡 斌 高云飞
杨新征(右一)和他的部分团队成员
“研究员”、“博士生导师”,这些美丽的光环无不令人羡慕。而一个年仅37岁的人就集这么多光环于一身,并且他还是一个从物理学领域成功跨入化学领域,走在理论催化研究前沿的人,这就更令人惊叹了。他就是中国科学院化学研究所分子动态与稳态结构国家重点实验室的课题组长杨新征。
杨新征,这位从事理论金属有机催化研究的青年学者,在各种机缘巧合和自主选择下,从最初单纯的原子和分子物理研究成功跨进了化学的大门,并最终向催化反应研究迈进。他本科毕业于南开大学物理系,后在南开大学现代光学研究所获得博士学位。2004年至2010年,他先后在美国德克萨斯大学奥斯汀分校James E.Boggs教授课题组和德克萨斯A&M大学Michael B.Hall课题组从事博士后研究,并从2010年起在加州大学伯克利分校化学学院计算中心承担教学和管理工作,并独立开展科研。
2013年,一直心怀科研梦想的他入选中国科学院“百人计划”,毅然回国加入中国科学院化学研究所分子动态与稳态结构国家重点实验室并任课题组长。在加入化学所之后,他致力于金属有机催化的基础性、前瞻性理论研究。以高效、廉价的非贵金属催化剂开发为目标,以现代量子化学方法和高性能科学计算为手段,探索催化反应的微观机理,揭示催化过程的本质,拓展惰性化学键活化与重组的方式,为新型非贵金属催化剂的设计和开发提供有力的理论指导。近年来,他围绕氢能开发和二氧化碳转化利用,系统地研究了多个密切相关的催化加氢和脱氢反应,包括二氧化碳与羰基化合物加氢、硼烷氨与醇类分子脱氢、光催化分解水制氢、以及氢化酶催化氢分子活化等。随着研究工作的深入,杨新征在理论催化领域的研究逐步从单纯的反应机理探索和分析,拓展到以理论研究为指导的计算设计,并已成功预测了一系列新型非贵金属配合物的结构和催化特性。他在2011年通过理论计算提出的一种新型钳形铁配合物被Milstein教授课题组在实验上证实是迄今为止最高效的铁基二氧化碳还原反应催化剂。2013年计算预测的脂肪钳形铁配合物催化醇类分子脱氢反应潜力也很快被Beller教授课题组在实验上证实。
杨新征课题组目前正在开展金属有机配合物催化的氢分子活化与二氧化碳转化反应的理论研究,以及相关非贵金属催化剂的计算设计工作。其中基于[Fe]-氢化酶活性中心结构,可用于二氧化碳加氢与甲酸脱氢反应的的铁配合物催化剂计算设计工作已发表在Chem.Commun., 2015, 51, 13098。目前正在进行基于[NiFe]-和[FeFe]-氢化酶活性中心结构的非贵金属催化剂设计工作,已成功构建多种有潜力催化二氧化碳加氢制甲醇反应的新型配合物,并完成了反应机理计算和分析,相信不久的将来就会看到相关论文的发表。这种从现象解释到理论预测和计算设计的进展,不仅仅体现了他个人的研究特色和创新性,同时也使得他的研究工作处在理论催化领域的最前沿,目前他已经在JACS、ACS Catalysis等重要学术期刊上发表SCI收录论文50余篇,并主持国家自然科学基金面上项目1项。
谈到放弃稳定舒适的国外环境回国工作时,杨新征说:“虽然收入比国外少很多,但现在国内的工作和生活条件比过去已经有了很大的改善,而且正在逐步变得更好。而报效祖国、回馈社会和实现个人价值的结合,也是自己的理想的工作方式。希望我们的理论工作可以为新型高效、廉价的非贵金属催化剂的设计,以及可再生能源的转化利用提供一点启发,为祖国的天空增加一抹蓝色。”