长才干:感恩华东师范大学优质资源
我对化学学科的兴趣由来已久,特别是初三以后,我在学校化学课程之外,持续主动查阅学习了国内外中英文各类化学论文、文献,了解化学领域的最新发展趋势。
2023 年1 月,我通过了中学生英才计划的面试,正式成为华东师范大学杨海波教授团队的一员。尽管高中的学业非常繁重,但由于对化学和课题的由衷热爱,几乎每个周六我都会去华东师范大学的实验室开展实验研究,并认真撰写研究日志。暑假期间,我一周会去好几次实验室,即使前一晚上夏校课程到深夜,第二天我也坚持去做实验。杨海波教授是一位专业、博学的导师,他非常关心我的项目进展,积极为我提供各种做实验及学习新知识的宝贵机会,让我得以快速成长。此外,杨海波教授团队的王威研究员、徐小琴师姐也始终以较高的标准对我进行指导,帮助我掌握了许多在高中阶段完全无法接触到的技能,比如复杂核磁谱图的解析等。
整个项目过程虽然很紧张,但我并不觉得辛苦,反而乐在其中。在华东师范大学度过的每一天,我都觉得很充实。
找灵感:生活中小事件引发的深思
我对发展新型材料的兴趣扎根于日常生活的所见所闻,比如美国卡拉马祖河的输油管由于表面涂层破裂泄漏了80 余万吨石油,对环境造成了严重的影响;金属制食品包装涂层损坏会导致重金属迁移,严重危害食品健康等。由此可见,常见的工业金属材料表面涂料缺失会加速金属疲劳。材料的缺陷如果未被及时修复,可能会导致灾难性的后果,而自修复智能材料体系动态、可逆的本质能够及时地解决这些问题。如果能研究自修复智能材料的设计合成,以及它们在实际生活中的应用,都是很有意义的。因此,我在杨海波教授的指导下,着手对该课题进行研究。
破难题:从失望到成就感
课题对实际生活特别有意义,实验过程却并非一帆风顺。在合成过程中,柱层析是最常用的分离手段,但由于所需要的单体量很大,合成过程充满不确定性,一开始我得到的单体纯度并不高。每次柱层析结束后都满怀希望地去做核磁鉴定,但常常失望而归。
为了解决这一难题,杨海波教授、王威研究员和课题组的师姐耐心地传授给我一些柱层析的小技巧,特别是对于油状产物如何上样以保证样品层尽可能地均匀,如何通过薄层色谱监测柱层析的过程,以及如何合理地调整流动相的配比等。
功夫不负有心人,经过多次尝试,我在柱层析的时候终于不再手忙脚乱了,甚至可以通过柱层析一次性完成十几克单体的纯化,成就感也油然而生。经过这一段“小插曲”,我深刻理解到化学是一门实验性的科学,唯有多动手才能有更多的收获。此外,我还尝试采用减压蒸馏等方式进行更大量的提纯,也取得了不错的结果。
最终,我合成了一种能在室温下稳定自修复的高分子材料,用作马口铁表面的涂层,并将继续设计新的单体及聚合体系,以改善现有聚合物的性质。
常磨砺:高水平评委让我受益良多
2023 年8 月,我开始撰写论文《一种基于氢键和盐桥超分子作用的智能材料制备与性能探究》,并准备PPT。我经历了一轮又一轮的答辩,每次答辩前,我都会认真地核对每一个实验数据、掐着秒表一遍又一遍地练习演讲内容。英才计划的每一次答辩,都邀请了高水平的评委,评委既充分肯定了课题的重要价值,同时也给出了非常专业的优化建议。常言道,宝剑锋从磨砺出,一轮又一轮的答辩让我有机会与国内处在学术最前沿的学者直接对话,帮助我迅速成长。
感谢导师杨海波教授、王威研究员,以及课题组的徐小琴、李雪师姐在实验过程中为我提供的指导与帮助。这一年,我不仅进行了基于超分子作用自修复材料的研究,也对超分子化学和有机化学这一领域有了更加深刻的了解。同时,我也由衷地感谢中学生英才计划这个平台,正是因为英才计划及华东师范大学提供的丰富资源与机会,我才有机会参与并完成此课题。
2023 年,卡塔林·卡里科和德鲁·韦斯曼获得诺贝尔生理学或医学奖,让我看到因为在核苷碱基修饰方面的发现,使得开发有效的针对COVID-19 的mRNA 疫苗成为可能。在英才计划培养过程中,特别是在实验进展不顺利的时候,我经常想起卡里科对她曾获得赛艇奥运冠军的女儿说过的一段话。她说,科学实验有时候比赛艇比赛还要艰难,因为赛艇比赛至少知道终点在哪里,但是实验会经常遭遇失败,看不到终点在哪里,甚至会走“回头路”,但即使我们一再跌倒,也不要放弃。
道阻且长,行则将至;行而不辍,未来可期。作为高中生,我在有机合成领域仍有很大的进步空间,我将继续在我所热爱的化学领域里不断探索,勇毅前行,永不放弃。
邓书仪
2023 级中学生英才计划化学学科学生
就读于上海民办包玉刚实验学校,师从华东师范大学杨海波教授。培养期间完成课题“一种基于氢键和盐桥超分子作用的智能材料的制备与性能探究”,入选2024 年中国科协青少年国际交流项目遴选冬令营。