華東理工大學徐匯校區和奉賢校區相距40公里，該校教授戴升通常會在學校班車上利用往返時間回復郵件。這兩年，發件人中多了不少孩子，郵件內容稀奇古怪。
“我今年5歲，能夠把元素周期表背下來了”“為什么氮這一章要介紹氨”“相對原子的質量和我查到的版本不一樣”……若說這些郵件有什么相似之處，大概是里面都會有這樣一句話：“我是《118化學元素》的忠實讀者。”
《118化學元素》由“85后”戴升和他的“00后”學生張馨予合作完成。自2022年8月出版以來，該書已重印20余次，總印數超過40萬冊，多次在化學元素類圖書全國月銷、年銷中排名第一。讀者中既有學齡前兒童，也有退休的老者。
1月14日，戴升受邀參加一場冬令營活動，以這本書為切入點，和現場的中學生們分享中國文化和科技中蘊含的化學元素故事。
在講座接近尾聲的時候，他寄語現場的同學們：“通過化學元素去了解世間萬物，用科學知識去理解生活中的各種現象，不斷擴寬自己的知識面，找到自己擅長和感興趣的領域。”
不設限的人生
如果在華東理工大學的校園里偶遇戴升，可能會把他當成一位學生。戴升身材頎長，鼻梁上架著一副黑框眼鏡，舉手投足間流露出書生氣。
他的辦公室在費林加諾貝爾獎科學家聯合研究中心，是學校的地標建筑之一。在這座古典氣派的大樓內，隱藏著精密和尖端的實驗設備。
其中，戴升最熟悉的是位于一樓的電子顯微鏡中心。他的研究方向就是利用電子顯微鏡表征技術在原子尺度觀察化學反應中催化劑的動態變化，進而解析其活性位點與反應機理，明確構效關系。
“催化”一詞已有近200年的歷史，催化劑在科研以及工業中也早已廣泛應用，但人們并不清楚催化劑是如何發揮作用的，催化過程也因此常被比喻為難以窺探的“黑匣子”。
“我們的研究是把傳統宏觀的實驗過程搬到電子顯微鏡的空間里，直接觀察‘黑匣子’里發生了什么。”戴升說，“這非常有意思。既能夠解答科學問題，也能服務于清潔能源、環境保護等工業應用。”
戴升無疑是一位年輕有為的科學家。目前他已經以第一或通訊作者（共同）身份在Nature Materials、Nature Catalysis、JACS等期刊發表50余篇學術論文，部分研究成果已成功轉化為產業化應用。
但作為一名材料科學與工程專業的博士，戴升在確定研究方向時也經歷過轉型的“陣痛期”。
剛加入華東理工大學時，他主動將研究方向轉向化學、材料、化工交叉的催化劑方向，期間學習了很多化學化工的知識。每當對某一個方向比較了解后，戴升又繼續擴展新的領域。目前除了催化劑，他所在團隊的研究方向還包括半導體材料、新能源等等。這意味著，他需要不斷跳出已有舒適圈，擴展自己的知識面。
“我覺得人就是在不斷嘗試中挖掘自己的可能性。”戴升說道，“我小時候想當科學家，就努力往這個目標靠攏，最后發現做得還不錯。如果結果并不如意，那就說明這并不是我擅長的領域，也可以借此機會更好地認識自己。”
對于學生，戴升并不要求他們每天打卡，但鼓勵他們多進行自由探索，主動學習不同領域的前沿知識。他常常和學生說：“技多不壓身。掌握的技能越多，未來的舞臺就越大。”
讓戴升欣慰的是，目前實驗室的交叉學科氛圍很濃厚。學生們愿意由科研課題這個“點”不斷擴展知識“面”，相互之間也經常互相學習幫助。“他們最后獲得的是化工學位，但并不意味著未來一定繼續從事相關的行業。只要掌握了學習方法和技術，他們就能夠有更多不同的選擇。”戴升說道。
“中國特色”的元素周期表
當被問及來時路，戴升講了一個故事。
二戰時期，納粹德國占領了丹麥，諾貝爾物理學獎得主、量子力學創始人之一尼爾斯·玻爾上了“黑名單”，被迫逃往國外。出發前收拾行李時，玻爾看著諾貝爾金質獎章陷入了沉思。如果把獎章帶在身邊，他一定會在過海關的時候被認出來；如果將其留在家中，這份榮耀的象征一定會被納粹毀掉。
玻爾很快想到了辦法，他把獎章帶去實驗室，配了一批王水，再把獎章放到溶液里溶解掉。若干年后回到祖國后，玻爾又利用化學反應，把金從王水中置換出來，并將之打造成與原來一樣的獎章。
這個故事讓戴升對“學好數理化，走遍天下都不怕”有了非常具象的理解。正是科普書中一個個神奇的科學知識，讓少年時的戴升見識了一個和日常生活全然不同的“魔法”世界，由此在心底埋下了做科學家的種子。
往后多年間，在清華大學完成本科與博士的學習、出國深造再回國，戴升從一位科學知識的獲取者變為發現者，對科學有了更深刻的理解。他也一直在尋找一個出口，將多年所學反哺社會。
終于，他等到了一個合適的時機。2022年元旦剛過，華東理工大學出版社的編輯王一佼聯系戴升時，他毫不猶豫地答應了。
出版社正在策劃出版一本有華東理工大學特色的科普讀物，為70周年校慶獻禮。“如果你的精力不夠或者擔心影響科研，可以直接拒絕，我們十分理解。”和戴升介紹完基本情況后，王一佼補充道。
“我的第一反應是，小時候看過的那么多科普故事，終于有了用武之地。”戴升告訴《中國科學報》。
結合學校在化學化工方面的特色，戴升和出版社很快就達成一致，寫一本化學相關的科普書。而元素周期表，無疑是一個很好的切入點。
經過前期調研，戴升發現，中學生們在學習化學時，元素周期表讓他們很是頭疼。元素周期表是化學學習的基石，然而眾多的生僻字卻成了不少學生的“攔路虎”。同時，當前教材和科普讀物中的知識點多源自國外，即便案例生動，但因涉及外國人物或場景，往往難以讓學生產生共鳴。
以常溫常壓下唯一的液體金屬汞為例。國內市面上有不少化學科普書是由日語翻譯而來的，里面提到奈良大佛表面鍍的是汞和黃金的合金。由于中國民眾對奈良大佛了解不多，且鮮有機會實地接觸，因此難以通過這個例子理解汞的特性。
“其實用汞和黃金作為合金去鍍金，最早源于中國。早在戰國時期，古人就發明了鎏金技術，即把金和汞合金均勻地涂到青銅器表面，通過加熱使汞揮發，留下金的薄層。”戴升解釋，“缺乏具有中國特色的科普作品，既不利于文化的傳承與發展，也阻礙了孩子們對科學知識的深入學習與理解。”
針對這些“痛點”問題，戴升在編寫書時，特地做了一些設計。《118化學元素》整體是可愛的手賬風格，穿插著生動的漫畫和小提示，同時每個元素都用拼音進行標注，避免讀者因為對字陌生而產生的畏難情緒。
更重要的是，書中特別設置了“化學元素與中國”板塊，用貼近生活的例子拉進和讀者的距離。如陶瓷的主要原料是硅酸鹽、硝酸鉀和古代四大發明之一火藥相關、銻元素的相對原子質量標準值是中國科學家測定的……
“讓孩子們從小樹立文化自信，熟悉中國的故事，也是我們國內科研工作者有義務做的事情。”戴升強調。
出乎戴升意料的是，這一原本為中學生編寫的書，最后竟然老少咸宜。除了文章開頭給他寫信的學齡前孩子們，也有不少退休的老人和他討論書中細節。一位老年讀者感慨“我家里就有青花瓷，但是我以前從來都不知道，這也和化學有關系”。
這讓戴升很是振奮。“很多人一聽到化學，首先想到可能是有毒試劑、化工廠爆炸等等，因此有一些誤解。《118化學元素》封面上有一句話，‘用元素重新認識萬物’。我想我們在一定程度上實現了這個目的。”
“只要認真去做，結果總是會好的”
《118化學元素》的成功，激勵著戴升繼續開展更多科普相關的工作。如今的他經常受邀參加中小學以及社區的講座，以化學元素為起點，擴展背后的更多故事。戴升還在策劃其他學科的科普書籍，其中，第二本關于物理的科普書籍也將很快面世。
同時，他還經常為來到費林加諾貝爾獎科學家聯合研究中心電子顯微鏡中心體驗的孩子們，耐心講解電子顯微鏡的工作原理。
事實上，電鏡中心本身便是一個絕佳的科普場所——還有什么比讓孩子們親眼見到神奇的微觀世界更合適的方式呢？
“這是我從頭參與搭建起來的。”說起這個，戴升頗為自豪。
2019年，戴升結束了美國加州大學爾灣分校的博士后工作，加入華東理工大學化學與分子工程學院。很快，他就接到了一個“大活”：參與電鏡中心建設的工作。
戴升對電子顯微鏡十分熟悉，但要說從打地基開始從頭搭建平臺，沒有壓力是不可能的。“我告訴自己，沒必要杞人憂天，腳踏實地把每一步都做好，結果一定會很好。”
這一年，戴升34歲。在組建實驗室團隊的同時，他經常戴著安全帽出現在工地上。他將之視為“升級版”的裝修，帶著“用戶”思維參與其中。
別看電子顯微鏡是個“大塊頭”，實際上十分“嬌氣”：環境里濕度大了、溫度高了、電壓不穩定了，都會影響最終的成像效果。為此，戴升曾通宵測量環境中振動條件對電子顯微鏡的影響——學校旁邊就是地鐵站，需要考慮地鐵經過時的影響。
在這個過程中，戴升幾乎把多年學習和工作的全部經驗都用上了，并在此過程中學到了很多知識。從管理到工程，不一而足。而其中一些樸素的解決方法，也時常讓他拍案叫絕。
他們曾面臨一個棘手的問題：大樓內部設有臺階，而他們需要將一個重達一噸的電子顯微鏡主機安全運下。若采取簡單粗暴的方式，讓儀器在臺階上磕磕絆絆地“下樓”，那么儀器即便被運到了目的地，也可能因受損而無法使用。
最后，戴升和工友們討論再三后，想出了一個“低成本”的方案。他們搬了幾千塊磚，堆砌成一個和臺階一樣高的平臺，小心翼翼地把儀器放在平臺上，四角再墊上千斤頂。一切準備就緒后，慢慢把千斤頂往下降，同時一層層地把磚撤下，就這樣把儀器安然無恙地運到了指定位置。
在戴升和團隊的通力合作之下，工作開展得很順利，沒有出現任何需要返工的問題。2020年底，所有儀器完成驗收。不久后，中心正式開始運行，服務于校內外的科研團隊，由戴升負責日常的運維工作。短短幾年間，已經有多項突破性成果在這個電鏡中心誕生。
戴升在電鏡中心指導學生。圖片均由受訪者提供
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