想象一下，當你打開家中空調，享受著涼爽的清風時，背后是發電廠燃燒煤炭產生的滾滾濃煙；當你駕車前往目的地，欣賞著沿途風景時，車輪摩擦地面所產生的熱量與尾氣一同融入了空氣；當你盡情購物，穿梭在各大商場時，隨手扔出的塑料袋逐漸分解污染著土壤、水源……

這些看似平常的舉動，都在無形中加劇了地球的“高碳”負擔。

圖源：中國能源報

在這樣的大背景下，國家審時度勢，高瞻遠矚地提出了“碳達峰、碳中和”的戰略目標。與此同時，世界各國也逐漸意識到可持續發展的必要性，紛紛投身于綠色科技研究與創新之中，為實現人類與自然和諧共生而不懈努力。

而在這一領域，由西北工業大學材料學院張健教授領銜的綠色催化團隊憑借深厚的學術積淀，先后取得了一系列顯著成果，不僅推動了綠色催化研究的發展，也為解決能源、環保和可持續發展等問題提供了新的思路和方法。

圖源：西北工業大學

探索未知，矢志創新發展

在科學技術發展中，基礎研究是整個科學體系的源頭，前沿熱點領域的競爭異常激烈。2019年回國前，張健教授的研究方向一直聚焦于氫能領域，研究工作受到國際同行的廣泛關注。而在回國后，為響應國家“加強基礎研究，推動原始創新”的號召，他來到西北工業大學工作，瞄準高能耗、高碳排放、高污染的化工產業現狀，將研究方向轉向新能源驅動的綠色化工技術研究，重點發展了“綠色炔烴催化轉化”特色方向，取得了多項重要成果——

創新性提出了室溫常壓下以水為氫源的電催化乙炔半氫化技術，為聚合級乙烯的綠色生產探索出了新路徑，開辟了電催化領域的新方向，后又針對該方向存在的科學問題，在催化機制、催化新材料和器件系統方面進行了系統性研究，取得了一系列原創性研究成果；

針對傳統金屬基電催化劑的一些問題，創新性發展了基于咪唑的無金屬分子電催化劑，實現了媲美金屬基催化劑的電催化乙炔半氫化性能，為無金屬分子電催化劑的研究提供了新思路。

圖源：西北工業大學

對于這些成績，張健教授表示：“能夠取得特色和創新性基礎研究成果，要特別感謝學校和學院提供的高水平科研平臺、啟動經費和相關政策扶持。我必將利用好學校和學院的優勢平臺，瞄準國家重大發展需求，勇闖基礎研究無人區，代表西工大在綠色化工的前沿領域占有一席之地。”他是這么說的，也是這么做的。

如今，張健教授所帶領的西工大綠色催化團隊已構建起了從教授、副教授，到博士后，在讀博士、碩士，科研助理的科研人才梯隊，同時也有不少本科生曾在此參與過科研項目。走進這支團隊，每個人都能感受到一種無形的力量，那是對科研的執著追求，對知識的渴望，對未來的憧憬。他們相互鼓勵，相互支持，共同探索綠色催化領域的前沿技術，致力于解決能源、環保和可持續發展等領域的重大問題。

圖源：西北工業大學

沉潛積淀，自會厚積薄發

提起“催化劑”，大部分人可能會想起高中課本上的知識點。然而，催化劑的應用早已深入到了生活的方方面面，在清潔能源開發與利用、環境保護等多個新興領域也有著普遍應用。比如汽車尾氣處理裝置是通過負載在陶瓷上的貴金屬催化劑將有害的一氧化碳、氮氧化物和碳氫化合物轉化為無害的二氧化碳、氮氣和水蒸氣，有效減少車輛排放的污染物；而在目前被一些主要發達國家和經濟體作為能源轉型重要戰略選擇的氫能產業中，電解水制氫電解槽和燃料電池大都是用鉑基催化劑實現制氫或者氫氣氧化……

當前，現有電催化劑體系主要是以金屬基催化劑為主，然而金屬基催化劑不僅成本高昂，其催化性能還受到多種因素影響，例如表面重構、應力、空隙率、孔道大小等，使得金屬基催化劑結構與性能構效關系研究較為困難。于是長期以來，研究者們致力于開發各種無金屬氮摻雜碳基電催化劑，但關于高活性的無金屬小分子電催化劑的研究仍鮮有報道。

然而就在前不久，張健教授團隊在無金屬分子電催化劑方面取得重要進展，相關成果登上國際著名期刊《自然?化學》（Nature Chemistry）。

相關成果發表在《自然?化學》  圖源：西北工業大學

張健教授團隊以他們在國際上率先發展的電催化乙炔半氫化為模型反應，發現了一類結構簡單清晰，活性位點明確的有機小分子電催化劑，實現了能夠媲美金屬基電催化劑的性能，同時揭示了“有機小分子電催化劑結構-活性位點-性能”之間的構效關系，為電催化領域中發展有機分子電催化劑提供了新思路。

目前，同時兼具明確分子結構和高催化性能的分子催化劑體系非常少。與同行業領域的其他成果相比，這一研究成果無疑頗具亮點。在此基礎上，張健教授團隊相信未來分子電催化劑會逐漸獲得大家的認可，在不同的電催化反應中也將會有更多的高性能分子電催化劑被發現。

圖源：西北工業大學

不過，創新成果的取得并不能一蹴而就。哪怕在最初實驗嘗試階段，張健教授團隊就成功使用無金屬分子電催化劑實現了電催化乙炔半氫化反應，并且性能十分優異。但在后續對催化機制的研究中卻依然遭遇過“舉步維艱”的困境，團隊花費了2年多時間才確認了分子的脫質子化現象。在探索真理的過程中，難免會遇到種種困難，但只要堅定信念，終會“厚積薄發”。

另外值得一提的是，這一項目也有西工大本科生的參與——來自西工大倫敦瑪麗女王大學工程學院的本科生就參與了該項課題，后來，學校化學與化工學院的本科生也陸續參與進來。用張健教授的話說，這個項目已經“送走了3屆本科生”。在日常學習中，他會根據學生興趣和課題對本科生進行培養。通過參與具體課題，指導本科生學會如何調研和閱讀文獻、如何使用科研儀器、如何分析數據等，最主要的是在這一過程中潛移默化地培養他們的科學思維方式，為以后的科研之路打好基礎。

圖源：西北工業大學

在三尺講臺上，誨人不倦

除了在科研上追求卓越，張健教授還將這份熱情和執著帶到了教室中。三尺講臺上，他不僅是傳授學問的導師，更是學生們成長道路上的引路人。他用自己豐富的科研經驗和人生閱歷，為學生們打開了一扇扇通往知識殿堂的大門，讓他們在求學的道路上不斷前行。

自2019年入職西工大以來，張健教授始終堅持將培養學生科研精神、提升學生創新能力作為關鍵工作之一。他根據學生興趣，與學生共同確定清晰的研究目標和計劃；分配具體的科研任務，并提供必要的學術資源和實驗支持；以傳幫帶模式安排高年級學生協助培訓基礎能力；定期討論，了解學生的進展并提供指導……一系列精心策劃的育人舉措，展現著他始終不渝的育人初心。

圖源：西北工業大學

不僅如此，張健教授還積極參與了《材料與化工導論》《精細化工前沿技術》和《前沿化學導論》等本科生課程的教學工作，將科學故事和科學家故事融入課程建設，不斷增強學生文化自信，同時基于前沿研究熱點培養學生的科研興趣，鼓勵本科生進入實驗室，參與科研項目、比賽、學術討論和會議，切實提升科研育人成效。

桃李不言，下自成蹊。在張健教授的引領下，許多本科生都收獲了屬于自己精彩。

他們之中，有人在賽場之上表現優異，屢獲大獎：2021級本科生牛和煦等獲第九屆中國國際“互聯網+”大學生創新創業大賽銅獎；2022級本科生王添鑫等獲第九屆中國國際“互聯網+”大學生創新創業大賽金獎和多項比賽金獎；

他們之中，也有人堅持奮斗，奔赴理想學府深造：劉暢、魏晨昱學生等以優秀的成績前往新加坡或國內知名高校深造；2020級優秀畢業生劉明軒保研留在課題組繼續學習……

一位位優秀學子茁壯成長，奔赴夢想的星辰大海。

圖源：西北工業大學

從探索未知的實驗室到思維碰撞的課堂，張健教授不斷跨越邊界，將最新的科技知識融入教學實踐，點亮了無數學生心中的求知之火。在他看來，本科生參與科研最重要的有三點：導師、實踐訓練以及廣博的知識儲備，而這些正好是西工大的優勢所在。

“我覺得西工大是一所有‘魂’的學校，‘公誠勇毅’校訓和‘三實一新’校風就是我們西工大之‘魂’的最好詮釋。”

正如張健教授所言，西工大在航空航天航海、材料科學、機械工程、電子信息等領域具有深厚的科研基礎和優勢，擁有多個國家重點實驗室和國家級科研平臺，在推動科技創新和重大科研項目中發揮著重要作用。在人才培養方面，西工大更加聚焦于培養具有“低調務實、兼收并蓄、厚積薄發、為國鑄劍”特質的“總師”型人才，注重理論與實踐相結合的教學模式，能為學生提供優質的教育資源和實踐機會。同時，具有高水平學術能力和教學經驗的資深教師團隊，也能為學生提供專業化、個性化的教學指導。

執筆未來，讓夢想一路生花。在西工大這片充滿智慧與創新的沃土上，像張健教授這樣的杰出教師還有很多。在科研的殿堂里，他們敢于挑戰未知，勇攀科學高峰，為我國的科技進步貢獻著智慧和力量；在教育的舞臺上，他們播撒知識，啟迪夢想，讓無數棟梁之才奔赴祖國最需要的地方。放眼未來，讓我們共同見證更多優秀的西工大學子從這里走向屬于自己的美好明天！

信息來源：西北工業大學。本文作者為西北工業大學教務部姚遠，由西安市科技局科技成果科普化項目支持。