文｜《中國科學報》記者 廖洋 實習生 王冰笛
從全球五十多個候選成果中脫穎而出，他成為“2024年度安東帕公司全自動吸附獎”全球唯一獲獎者。研究成果自面世之初，就收到了國內外多家企業拋來的尋求合作的橄欖枝。
“閃光”的成績背后，中國科學院青島生物能源與過程研究所（以下簡稱青島能源所）研究員盧鵬有過一段試圖努力卻依然反響平平、不斷“消沉”的經歷：前往美國讀博后時滿懷憧憬，卻發現實驗室剛剛籌建，設備、樣本、藥品樣樣缺乏；在美國的三年多時間里，團隊項目推不下去，自己的方向被限制，投入大量精力卻產出甚少……
近日，歷時兩年多的堅持和探索，盧鵬與青島能源所教授Valentin Valtchev在新型沸石分子篩合成領域的成果取得了突破性進展。研究成果在線發表于國際頂級期刊Nature雜志。這也是青島能源所建所18年來首篇Nature。
成果發表的這段時間里，盧鵬從副研究員順利晉升為研究員。他終于收獲了“一點點”肯定……
盧鵬
1十臺氣相色譜推他走入科研大門
盧鵬很早就對化學有了探索欲。那時，五歲的小盧鵬會偷偷拿媽媽的化妝品，把不同成分的化妝品混合在一起，做調配實驗。
2009年，盧鵬在青島科技大學化工學院化學工程與工藝專業讀研一。此時，他已經通過導師的指導，在中文EI核心期刊《高校化工學報》上發表了第一篇論文。
在導師徐東彥看來，盧鵬極具科研潛力，因此有心栽培。
可盧鵬本人的心早已跑到九霄云外。那時候，他只希望畢業后直接就業。研究生期間，他已經在校外兼職化學和英語老師，即使徐東彥并不認同。
畢業后，他進入了天津一家醫藥外包公司，從事醫藥研發工藝設計工作。然而工作環境受限、內容枯燥，僅僅兩個月，他便選擇離職，再次回到青島，入職青島墨爾文中學做了一年的化學老師。
盡管徐東彥對盧鵬當初放棄科研的選擇有些生氣，但導師終究不愿看著自己的學生在不適合的路上越走越遠。
“再考慮一下考博士吧！”2012年1月，徐東彥鼓勵盧鵬報考中國科學院大連化學物理研究所（以下簡稱大連化物所）的博士。由于對科研認知不夠，決心不足，盧鵬一戰失敗。2013年6月，應大連化物所博導許磊的邀請，盧鵬進入其課題組擔任科研助理。
一走進實驗室，盧鵬瞬間震驚了，對科研的印象一下子發生了轉變。
這是他第一次看到一個研究組竟然有十臺氣相色譜儀，而且全部是國外進口！
“當時一下子來到這么高的科研平臺，有那么貴的儀器可以讓我‘玩一玩’，開始覺得科研有了光環。”盧鵬回憶道。
他逐漸感受到了科研的魅力，并在半年后，成功考取博士生。
讀博期間，盧鵬專注于九元環分子篩的研究。而課題相關文獻稀缺、難度高，即使耗費大半年時間也難以重現推進。一時間，他很猶豫，考慮是不是應該更換課題。
一次偶然的想法，盧鵬就一篇文獻中的疑問，嘗試向西班牙馬德里材料科學研究所教授Miguel Camblor發送了一封郵件請教。Miguel Camblor第一時間回復，并給出了十分詳盡的解釋。
于是，一個新的念頭萌生。盧鵬申請了國家留學基金委聯合培養資助，在凌晨的航班中，飛向西班牙跟隨Miguel Camblor學習一年。
盧鵬在西班牙
抵達西班牙時正值凌晨四點多，當Miguel Camblor親自出現在機場接機時，盧鵬心中頓覺溫暖。Miguel Camblor駕車，帶著盧鵬去市區品嘗了當地的特色早餐。“就類似咱們的油條搭配巧克力，挺好吃的。”盧鵬很喜歡，笑著回味。
Miguel Camblor留著一頭長度過耳的卷發，絡腮胡、啤酒肚，個頭不高，但頗有文藝氣質。
Miguel Camblor對盧鵬的指導可謂十分細致。在進行模板機合成實驗時，盧鵬先撰寫好實驗方案。最初的幾個實驗，教授都會在一旁密切觀察，確認他能夠獨立操作且沒有問題后，便不再過多干涉。
以往，盧鵬僅僅將實驗結果視為表面現象，Miguel Camblor則引導盧鵬學會從實驗現象和數據背后挖掘重要原理，讓其開始對分子篩有了更深入的理解。
盧鵬學會了深入探索背后的科學意義，并借助這一方法不斷試驗。在西班牙短短的一年中，他就發表了3篇文章，還有3篇在投稿中，這越發堅定了他從事科研工作的決心。
2擺脫限制讓大分子也能輕松穿過
回顧這次研究成果，雖然時間稱不上漫長，但是每一步卻飽受煎熬。
2018年12月，短暫回國后的盧鵬再次踏上了前往美國約翰斯·霍普金斯大學做博士后研究的旅程。他本以為可以收獲在西班牙時相似的科研經歷，卻在到達后發現，實驗室是剛籌建的新機構，設備、樣本、藥品等都沒有。
半年后，實驗室才一點點籌備好，得以開展實驗。然而，企業項目換了幾個方案仍然無法推進，而自己的探索方向也受限于博后老板的經費與要求。
在美國的三年多時間里，盧鵬只發了一篇論文。他考慮過換組，也質疑過自己的能力。同時，兒子的出生雖然讓他欣喜，但家庭與學術的壓力卻與日俱增。
2022年3月，盧鵬回國，入職青島能源所。
青島能源所
從現實來說，他必須有成果才能申請基金，而只有拿到基金才能有錢進一步研究。因此，剛入職卻沒有產出的盧鵬內心焦慮，滿腦子都在想接下來要研究什么。他希望能找到一個既新穎又有價值的課題。
此時，蚌埠醫科大學公共基礎學院教授陳飛劍團隊的研究進入了他的視線。
2021年12月，陳飛劍采用大尺寸模板劑，成功制備出接近1納米孔徑的超大孔分子篩。盡管該成果仍處于微孔范疇，但卻是首次實現硅鋁組成且結構穩定超過1納米的分子篩。
看到這一成果時，盧鵬難掩內心激動。
這個方向既有潛力，同時與自己此前的研究方向相關聯。經過綜合評估，他毅然決定在前期的研究基礎上探索新方向、做出新突破。
2022年3月起，盧鵬一頭扎進了實驗室，不斷對單頭有機分子進行調變，將其設計為雙頭結構，并通過調控中間碳鏈長度，以期制造出更大孔徑的分子篩。
為什么非要執著于分子篩的孔徑？
這要從200多年前講起。
18世紀50年代，瑞典礦物學家發現一種加熱會冒水汽的石頭，將其命名為沸石，這是分子篩的“曾用名”。1932年，Mac Bein提出“分子篩”概念，因其孔徑在納米級以下，可通過尺寸篩分不同分子。
分子篩涵蓋多種具有此功能的無機或有機材料，沸石是天然材料中的一種。按照孔徑大小，沸石可分為微孔（2納米以下）、介孔（2納米到50納米）和大孔（大于50納米）。然而，此前無論是天然還是人工合成的沸石，基本都局限于微孔范疇。
如果能使分子篩的孔徑更大，讓大分子暢通無阻，同時具備較強的穩定性，那么即使在高溫、水汽等特殊環境中，也能穩定地進行分子篩選工作。
從3月到11月，從春到冬，守在實驗室里的盧鵬，衣服加厚了兩層，卻還是難以確定碳鏈長度。
葉子一片片轉黃，盧鵬的實驗結果也一次次失敗。葉落泥土，但他的心卻始終不肯屈服。他每天都在實驗室里反復嘗試，雖然過程很枯燥，但一想到可能會有新的發現，又充滿了動力。
2022年11月，在盧鵬的悉心指導下，他的碩士生嘗試了中間碳鏈長度為8個碳的情況，成功合成出樣品。
回憶起當時的情景，盧鵬難掩興奮，“當看到合成出樣品的那一刻，我心跳都加快了，感覺曙光就在眼前！”
他們通過X射線衍射的初步判斷、氮氣或氬氣的進一步物理吸附測試，最終確認該樣品孔徑接近2納米。
那一刻，所有的努力都值得！
2024年1月8日，萬事俱備，團隊滿懷信心地向Nature投稿。兩三周后，稿件進入送審階段，
但是，40多天的等待時間對盧鵬來說，比做實驗的一年還漫長。他們每一天都在猜測審稿結果。
終于，2024年2月下旬，他們收到了第一輪審稿意見。
三位審稿人中，有兩位給出了非常正面的評價，但第三位審稿人則提出了一些較為尖銳的問題和建議，要他們對實驗某些細節和數據做進一步分析完善。
為補充大量實驗數據、對數據分析方法進行優化和驗證，團隊再一次奮戰在實驗室，多次討論、反復試驗。而盧鵬更是日夜堅守，協調工作。
2024年4月初，團隊完成了修改稿的提交。又經歷了漫長的兩輪修改之后，他們收到了Nature的錄用通知。
盧鵬激動地說：“所有的努力都沒有白費，這一刻我們等了太久了！”
分子篩材料研究組合影
3全球唯一獲獎者！
在能源領域，沸石分子篩的氣體分離與凈化功能可以高效捕集二氧化碳，以減少溫室氣體排放。其優異的催化性能也使其成為燃料電池、太陽能電池等新能源技術中的重要材料。
在生物醫藥領域，沸石分子篩可作為藥物載體，實現藥物的靶向輸送和控釋。
盧鵬的分子篩就像一個“超級篩子”，可以讓化工生產過程更高效、更環保。比如，在石油加工過程中，該材料能更高效地將重油轉化為汽油和柴油，轉化率超過80%，遠高于目前65%的平均水平，顛覆了該領域研究者對常規分子篩水熱合成的理論和固有認知。
隨著全球對清潔能源和環境保護的日益重視，沸石分子篩的應用前景十分廣闊。
因此，成果一經取得，許多企業紛紛拋出橄欖枝。
2024年，他們與中國石油、大連化物所就該材料的應用建立了初步合作，將在重油催化裂化、羰基化制可降解塑料單體等工業化應用方面開展合作研究。
2025年1月，美國一家石化公司也與他們進行了對接洽談，希望能實現材料的應用轉化，更好地發展低碳經濟。
科技獎項也開始聚焦這一成果。2024年，他們的成果獲得了山東省科技創新成果獎項。同時，他們還從全球五十多個申請者中脫穎而出，拿到“2024年度安東帕公司全自動吸附獎”，成為了該獎項的唯一獲獎者！
分子篩材料應用前景廣，“會擔心被國際同行或企業模仿嗎？”
“我們的文章在發表之前就已經完成了專利申請保護，因此不怕被模仿。”盧鵬坦言道，“即使被外界模仿，也是一個驗證我們的工作真實性的過程。”
對于與外界合作，盧鵬始終持審慎態度。
他們進行了更廣泛的應用專利布局，數量達到二十余項，并在與企業合作前，就作出了明確約束說明。
在結束采訪后，盧鵬將遠赴法國參加頒獎儀式。
*文中圖片均為受訪者提供
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