WILEY人物访谈——中科院理化技术研究所研究员张铁锐
张铁锐，中国科学院理化技术研究所研究员，博士生导师。2003年于吉林大学获得博士学位，在2004-2009年间曾先后于德国马普胶体界面研究所、加拿大国家纳米研究所和阿尔伯塔大学、阿肯色大学及加州大学河滨分校进行博士后访问，2009年11月起由中科院“百人计划”引进就职于中国科学院理化技术研究所（“百人计划”结题获终期评估优秀）。主要研究能量转换纳米催化材料，在Adv. Mater.、Angew. Chem.等期刊上发表SCI论文170余篇，被引用8000多次，入选科睿唯安2018年“高被引科学家”榜单；申请国家发明专利33项（已授权22项）。2017年当选英国皇家化学会会士。曾获得：国家基金委“杰青”、英国皇家学会高级牛顿学者，以及中国太阳能光化学与光催化领域优秀青年奖等奖励。兼任Science Bulletin副主编以及ChemPhysChem、Mater. Chem. Front.等期刊编委。现任中国材料研究学会青年工作委员会-常委，中国感光学会光催化专业委员会-副主任委员、中国化学会青年工作者委员会-委员等学术职务。
（摄于中国科学院理化技术研究所，由被访者提供）
Introduction
MVC: 能否请您先简单介绍一下您课题组的科研工作？
Zhang: 我的课题组目前主要是围绕水滑石基纳米材料光催化合成太阳能燃料及高附加值化学品开展相关研究工作。水滑石是一种由带正电荷的主体层板和层间阴离子通过非共价键相互作用形成的二维晶体材料，具有组成和结构可调，拓扑转变，制备简便，不含贵金属，已实现产业化生产等优势。近年来，我们基于水滑石基光电纳米催化材料，在以下三方面开展了系列研究：1）通过可控合成水滑石超薄纳米结构研究表面缺陷结构对反应分子的吸附与活化；2）通过构筑水滑石基催化材料界面结构调控中间物种反应路径；3）采用介孔SiO2封装保护策略强化活性位，保证催化剂稳定运行并富集反应分子。未来，我们将在原子、纳米及介观等多尺度下实现水滑石基催化材料表/界面活性位的可控制备，进一步提升光催化合成太阳能燃料及高附加值化学品的催化活性及选择性。
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Upbringing and Early Interest in Science
MVC: 当您还在上学的时候，您想未来从事什么职业？是什么把您吸引到科学领域的呢？
ZHANG: 在我上学的时候就想从事科研这个职业。在我很小的时候，科学家对我来说就是一个神圣的职业，心向往之。后来我在吉林大学接受到极好的熏陶。我的母校老师们学风严谨，学生们脚踏实地，学校非常注重培养学生们的科学素养，实践技能和人文情操。在那里，我不仅学到了丰厚的知识，更重要的是，我对探索未知和科学研究产生了浓厚的兴趣，科学的种子在那时起不断发芽长大。
MVC: 如果您没有走科研这条路，您现在会干什么？如果重新选择，您还会继续做学术研究吗？
ZHANG: 如果没有走科研这条路，我现在可能是一名光荣的人民教师。教师重在分享人类已知的知识。但在实验和研究的过程中，我发现探索未知的过程更有趣，也更有挑战性。真正尝试之后我才发现，我更喜欢这种探索未知，在科学的海洋中不断开拓的过程。所以如果重新选择，我还会继续从事学术研究，虽然有时会遇到很多困难，但它确实很有魅力。
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Main Field of Interest
MVC: 是什么促使您选择光催化为您的研究课题？
ZHANG: 工业发展和人口爆炸造成了能源短缺和环境污染问题，人类社会越来越需要找到清洁和可持续的能源来替代传统的化石燃料能源。半导体光催化就是当前全球能源和环境问题最有效的解决方案之一，太阳能取之不尽，用之不竭，采用光催化手段将太阳能有效转化为其它形式能源加以利用，可以彻底解决能源短缺问题。这一课题充满未知与挑战，对人类社会的发展也有重大意义。
光催化CO2是太阳能催化转化领域的研究热点之一，但目前存在一些极具挑战性的关键科学问题，包括：1）光催化CO2还原的反应速率通常在微摩尔量级，太阳能-化学能转换效率过低，无法满足工业化需求；2）催化产物主要为一氧化碳和甲烷，无法有效生成长链烷烃等高附加值产物；3）由于光催化材料在催化反应过程中的原位表征技术仍然不足，目前对于CO2还原的反应机制仍存在争议，犹如“黑匣子”一般制约材料设计的进步及催化性能的进一步提升。我们将重点关注太阳能的全光谱充分吸收与利用，以及CO2还原向高附加值化学品的直接、定向合成，并结合原位表征技术及激发态理论计算工具不断加深对催化反应机制的理解。
MVC: 对于您发表的著作，哪些是令您最骄傲的？您最喜欢的是您哪部分的研究工作？
ZHANG: 最令我骄傲的是近两年我在Adv. Mater.，Adv. Energy Mater.等期刊上发表的20余篇高质量的研究工作，它们引起了大家的广泛关注和跟踪，这对我也是一个鼓励和支持。我最喜欢的是关于水滑石基光（热）催化还原COx到太阳燃料和高附加值化学品方面的研究工作。
MVC: 您认为您的工作将会产生什么深远影响？对光/电催化的前景有何展望？
ZHANG: 基于二维材料及其相关复合材料的研究目前正在世界范围内如火如荼地开展，在接下来的几十年里，它们可能会在太阳能转换中发挥越来越重要的作用，基于光/电催化将COx转换为高附加值产品的技术一旦发展成熟，最终在某些阶段甚至会替代传统热催化，这不仅是对催化理论的重大突破，更重要的是可以为真正实现社会可持续发展跨越重要一步。
MVC: 您认为Wiley在2017年推出的新期刊Solar RRL有何投稿经验分享？
ZHANG: Solar RRL作为Wiley旗下的新期刊，旨在收集太阳能电池、光伏系统、光催化等热点研究中的高质量学术论文，一经推出便在太阳能转换领域引起了强烈关注。作为光催化领域的研究人员，我认为该刊物的特色十分鲜明，创刊宗旨更是顺应了太阳能转换领域的迅猛发展势头。在该期刊发表研究工作，不仅是对研究工作在科学性和创新性方面的肯定，还可以让研究成果在业界得到更快的传播。我十分荣幸地在该期刊发表了光催化二氧化碳还原领域的综述文章（Solar RRL, 2017, 1700126）。投稿过程非常顺利，三周的时间就完成了从提交到最终接收的全部过程。文章一经发表便受到了非常多的关注，成为了2017年12月下载量TOP10的文章之一（点击查看）。Solar RRL的专业定位很高，编辑的规格和效率也是Wiley期刊的顶级水平，我认为其影响力必将在未来几年得到飞速提升，所有从事太阳能相关领域的研究人员在投稿时都可以重点关注这个刊物。
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Work Life Balance
MVC: 什么时刻您最享受工作中的乐趣？
ZHANG: 当发现新的实验现象，并且最后该研究结果能发表在国际知名期刊并被同行们认可时我最享受，春种一粒粟，秋收万颗子，那种收获的喜悦可以让人忘记疲劳，心情舒畅。
科研过程中有很多有意思的事。比如在一次科学实验期间，由于我错误地将还原剂NaBH4的质量多加了10倍，导致了新型介孔空心SiO2结构的产生，并且我因此提出了自模板法制备介孔空心SiO2结构的新策略。而且，该研究结果发表在国际化学领域知名期刊（Angew. Chem. Int. Ed., 2008, 47, 5806；ESI高被引论文，他引220余次），这也是我科研生涯中的第一篇《德国应用化学》论文。
MVC: 科学工作之余，您最大的爱好是什么？
ZHANG: 我最大的爱好是化学主题方面的集邮。我认为出色的科学研究应当是优雅的、艺术的。一枚小小邮票，方寸之间所表达的内容清晰、明确且包罗万象，这种化繁为简、精益求精的美学思想与我所追求的科研态度不谋而合，而化学主题的邮票更能激发我对所在学科的兴趣以及相关知识的了解。
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Advices to Youth
MVC：您认为科研人员最重要的品质是什么？
ZHANG: 我认为，对科研的热爱和坚持十分重要。科研是一项相对枯燥的事业，在探索新知识的过程中，失败的时候远远大于成功的时候，只有真正地热爱科研，投身科研，才有源源不断的动力支撑我们；只有持之以恒地努力和不断地坚持投入，才能在科研上有所收获。
MVC: 您认为什么是科学家们崇高的志向？您对有志从事科学研究的青年学生有什么建议？
ZHANG: 我觉得，作为一个科研工作者，应当在科学的大道上不断前进，永不止步，致力于为人类谋幸福，为国家做贡献。
如果青年学生有志于从事科学研究，我认为尽可能不要做和自己博士导师以及博后导师完全相同的科研方向，应当努力开辟属于自己的特色研究方向，并且能够在该方向上进行深入持久的研究。
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