“諾獎成員”  超分子領域的熱情攀登者

從大二基於大學生創新實驗項目（以下簡稱“USRP”）成果發表第一篇學術論文，到以第一作者身份與諾貝爾化學獎得主伯納德·費林加共同發表論文於Science子刊Science Advances上，華東理工大學博士生張琦至今已在國際SCI期刊上發表了24篇論文，其中第一作者9篇，論文被引300余次，單篇最高被引50次，解決了多項國際前沿科學難題，國內外知名學術期刊和媒體多次報道其成果。

自攻讀博士學位以來，張琦連續3年獲得博士生國家獎學金，並在2018年被美國化學會評為“未來領袖者”，該獎項在全球范圍內僅30名入選者。

已是博士四年級的張琦，目前正師從田禾院士和曲大輝教授，在費林加諾貝爾獎科學家聯合研究中心進行人工分子機器和超分子化學方面的研究。

隻管攀登莫問高

大二時擔任USRP項目負責人是張琦從事科研的起點。“我第一次感受到了什麼是化學研究，什麼是真正的實驗室。”從此，一株科研幼苗在張琦心底萌生。

基於USRP項目發表了第一篇學術論文，張琦的科研熱情被大大激發。趁著這股熱勁，他在化學學院劉金庫老師的指導下，申請了國家級大學生創新創業訓練計劃項目（以下簡稱“大創”），並取得了“優秀”的結題成績。那時候，他一周兩到三天在相距40多公裡的奉賢、徐匯兩校區間奔波，每天閱讀外文文獻，寒暑假一有空就到徐匯校區“加班”，一加就是一個月。回想起當時的那股“洪荒之力”，張琦眼裡流露出滿滿的自豪。

功夫不負有心人，經過20多次的修改后，張琦的第一篇SCI論文終於在化學工程頂級期刊 Ind. Eng. Chem. Res.發表，還收獲了2個專利。“除了發表文章，這次挑戰帶給我更多的是，如何帶領團隊攻克課題難點，如何在實驗中‘化腐朽為神奇’。”

由於“大創”項目研究出色，張琦被保送進入了田禾院士、曲大輝教授的課題組直博，開始接觸超分子領域。與別人不同的是，他喜歡多領域閱讀並善於橫向比較，一有靈感就記錄下來，和導師就課題可行性和科學性進行深入討論，一旦產生共鳴，就立馬著手去做。

在做本科畢業設計的時候，張琦大膽假設，將兩篇上世紀80年代“塵封多年”早已失去關注度的“古老”文獻有機結合，讓“老樹開了新花”，重新設計並成功開發出了新一代光響應智能納米材料。這也使得他在博士一年級的時候，就以第一作者身份在國際頂級化學期刊Angew. Chem. Int. Ed.上發表了論文，讀博剛起跑就進入了最佳狀態。

“我堅信沒有比腳更長的路，沒有比人更高的山。”張琦說，做科研隻管攀登莫問高。

品讀自然尋靈感

張琦的科研靈感不僅來源於文獻，更來自於奇妙的自然。

他熱衷於在大自然創造的生命體中找尋化學創造的可能性。當他了解到細胞中具有刺激響應行為的酶催化劑后，立即產生了一個大膽的設想：是否能在實驗室中，利用化學合成的手段創造一種催化材料，來模擬酶催化劑的可開關式的獨特功能？

經歷了多次失敗和總結，張琦成功地合成出一種智能催化劑——能夠像酶一樣催化活性可開關。該成果讓他以第一作者身份在國際頂級材料期刊Advanced Materials上發表了研究論文。這個獨特概念的提出，也吸引了多位國際同行科學家的關注。在一次國際學術會議上，有人問他是怎麼想出把催化劑“變活”的，張琦開玩笑地回答：“我細胞裡的酶告訴我的。”

面對更加復雜的超分子領域，張琦的科研熱情有增無減。“大自然是最好的設計師，看到承擔機械運動的肌肉組織可以巧妙地將化學能量轉換為機械能，我就時常思考，能否創造一個具有類似功能的生物機器，推動人類社會的進步。”

大膽假設，精心設計，30個月的執著，20多步的有機合成，數千次的採集數據之后，張琦團隊終於成功地在實驗室中人工合成出分子機器——隻有頭發絲直徑萬分之一大小的人造分子肌肉，並以第一作者身份在Cell姐妹刊Chem上發表了研究論文。這也是我國科學家在人工分子機器這一諾獎領域裡取得的又一個重大突破。

峰回路轉求創新

每一次突破都非坦途。“苦”與“樂”的風景總是交錯呈現，但是張琦善於鑽研發現、善於改變思維的特點，使他在“苦景”中也能探索出新發現。

在一次合成實驗之中，張琦苦惱地發現，有類化合物總是傾向於自發變成不利於實驗結果的凝膠，而一旦這個“破壞因子”出現，就意味著實驗失敗。

“塞翁失馬，焉知非福，不妨換個思維，看看這個反復出現的凝膠到底是什麼來頭？既然這類化合物這麼容易變成聚合物，能不能把它作為一種全新的聚合物材料使用呢？”

經過上百次提取、冷凝，數千次的反復試錯，張琦意外地發現了一類原始創新的超分子聚合物，它可以將自修復聚合物材料的斷裂伸長率這個指標提升到國際領先的150倍。這就是張琦以第一作者身份與費林加教授共同在Science Advances上發表的成果。

成果發表后，引起了學術界和工業界的爭相報道和評述，美國C&EN雜志對其進行亮點報道，稱它將會推動粘附劑、自修復材料、可穿戴設備等多個重要領域的發展。

張琦基於此專利保護的知識產權，又進一步開發形成新材料產品，獲得2018年首屆“萬華杯”青年新材料創新創業大賽成果轉化組一等獎，得到了國內企業界的高度贊賞和肯定。

“這真是一次美麗的意外，多思考，不要輕視每次的失敗！”張琦感嘆道。

彎道超車夢可期

科研之路要想走得更遠，國際視野必不可少。所幸的是，華理給張琦提供了這樣的土壤和平台。

2017年10月揭牌成立的費林加諾貝爾獎科學家聯合研究中心是國家引智育人的重點項目，也是將上海建設成為有全球影響力的科技創新中心的重要支撐，更是華理助力國家創新驅動發展戰略的重大舉措。作為研究中心的一員，張琦感覺自己很幸運，能和團隊並肩戰斗，尤其是有機會在國際頂尖學術大師的指導下開展科學研究。

回憶起費林加教授第一次來華理交流的情景，張琦說：“當時，我問教授是否有興趣去上海周邊逛逛，他說自己的興趣在於工作，化學就是他的生活。”費林加教授的言傳身教，潛移默化地影響著包括張琦在內的每一位團隊成員。

除了“科研大神”“諾獎成員”這樣的稱號外，張琦還有一個國際范兒的“未來領袖者”稱號——2018年5月15日，美國化學會旗下分支機構美國化學文摘社（CAS）公布了2018年CAS SciFinder未來領袖項目名單，中國大陸僅有2名博士生入選，其中一位就是張琦。

敏銳的科研直覺、深刻的洞察力、善於改變思維是張琦科研成功的原料，而求索與執著則是催化劑。對張琦而言，化學世界豐富多彩、奇妙莫測，自己僅僅窺視到了一角。“我渴望將實驗中的每一個問號都‘拉直’，希望早日創造出屬於自己的明星分子，助力中國在這個領域彎道超車。”

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