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新程启航,逐梦奋进正当此时,闽姐姐特别开设“启新程·‘她’逐光”专栏,展播我省获评2025年度全国三八红旗手标兵、全国三八红旗手、全国三八红旗集体、全国巾帼文明岗先进典型。让我们循着“她”的足迹,感受八闽女性昂扬向上的精神风貌,激励更多姐妹在追光路上绽放最美芳华! 今天,跟着闽姐姐一起走近 全国三八红旗手 福建师范大学化学与材料学院教授 张章静
从厦门到福州,福建师范大学张章静教授在科研赛道上潜心深耕,把科研“冷板凳”坐出了温度,通过分子弱键组装出双稳态材料,在微观分子领域探索无限可能。 初心如磐,笃行致远。这份持之以恒、矢志不渝的科研坚守,既得益于高校完善的科研体制机制与包容自由的学术沃土,更源于张章静数十年如一日从未消减的科研热爱。 潜心攻坚破难题 深耕材料拓新域 福建师范大学可持续能源与分子工程研究院的一间实验室里,张章静教授和几名研究生正围在显微镜前,盯着玻璃瓶里那些亮晶晶的小东西。它们看着不起眼,其实是团队精心设计的晶态有机多孔材料。这种“刚柔并济”的新型材料,有望攻克传统低碳烃分离“高能耗、低效率”的世界性难题,为全球化工产业带来一场绿色革命。
张章静教授(中)正在使用电子探针平台,与学生讨论实验结果。 2012年初,张章静结束国外博士后研究,回到母校福建师范大学。当时框架材料正热,同行都在抢占强化学键组装的赛道,她却选择了另一条道路。“强的相互作用力已经被研究得很透彻了,我们能不能做一点不一样的事情?”这个想法来自她的国外导师陈邦林——氢键框架材料的开拓者。团队最初沿用传统的设计思路,尝试通过增强节点强度和连接体共轭强度来提升稳定性,结果材料变得越来越“僵硬”,彻底失去了弱键应有的可逆响应特性,与传统材料相比并无优势。 这是一条艰难的赛道,核心难题在于“稳定性与可逆性”的矛盾。一方面要解决键太弱,材料“太脆”的固有特性;另一方面又要解决键太强,材料就“懒得动”的新问题。如何实现二者的精准平衡,是业内长期悬而未决的技术难题。 实验室的灯常常亮到深夜。最艰难的时刻是2020年春节——新冠疫情暴发后实验室被迫关闭,而一轮送审的稿件急需补充修改,一旦中断就意味着前功尽弃。张章静逐个给学生打电话,组织学生返校复工。大家戴着口罩、保持距离、日夜轮班,全力以赴完善数据。“科研实验没有失败,每一次努力都是向真理更靠近一步,不要怕坐冷板凳。”张章静常常这样对学生说。
张章静教授在观察和分析晶体材料生长状况。 经过上千次合成、上万组数据的积累,团队终于将材料的组装能量下探至15kJ/mol,并在这个区域发现了一个双稳态现象:材料在压力、温度、光、电等外界刺激下,可以在两种晶相之间可逆切换,每次循环的能耗比传统材料降低近40%。 更重要的是,筛分精度做到了亚埃级——即使乙烯和乙烷这样动力学直径仅相差约0.2Å的分子对,也能精准识别。整个过程无需传统高能耗的低温蒸馏技术,全靠材料的高性能乙烯吸附特性,能耗大幅降低。最终,这项成果被顶尖期刊《自然·化学》收录,并以封面文章形式发表。 凭借这种“刚柔并济”的材料特点,张章静开创了“双稳态框架材料”这一新研究领域,并因此获得2024年度国家自然科学基金青年科学基金A类(原国家杰青)项目资助,成为福建师范大学化学科学领域首位获此殊荣的学者。 落地转化解实困 赋能产业启新篇 基础研究的突破只是第一步,真正的考验在于如何让材料走出实验室,创造实际价值。在攻克技术难关后,张章静带领团队走出实验室,推动技术成果落地转化,牵头成立福建师范大学电子特气科技特派专家工作站,与永晶科技、福豆新材料等企业深度合作,助力破解关键技术难题。 然而,技术转化的“最后一公里”远比想象中艰难。实验室里几克材料就能完成的实验,在企业生产线上要处理成公斤级的气体原料,温度场不均、压力波动等问题都可能影响产品纯度。除此之外,理念差异亦是成果转化的核心壁垒,科研团队追求“极致性能”,企业则更关注“成本、效率、稳定性”。 “原先我们生产的乙烯,纯度难以达到高端应用标准,市场拓展受限。”福豆公司总经理马建修回忆。团队进驻后,扎根企业生产线,一边优化工艺,一边平衡性能与成本,最终帮助福豆新材料将乙烯产品纯度提升至5N5(99.9995%)级别,市场占有率从不足15%提升至40%。 张章静还牵头建设“福建省低碳新材料与高纯电子化学品中试服务平台”,高质量对接邵武、清流、晋江等县域重点产业,服务福豆芯源、永晶科技、东莹化工、中欣高宝等龙头企业。 团队的研究成果也在更广泛的领域开花结果。其开发的异质结构材料为高安全性防伪提供了新方案,在电学双稳态研究中为新型存储提出了新的工作机制,框架材料也为“双碳”战略下的碳捕获领域注入了新动能。团队研究成果还应用于航天五院、中国兵器、中国航空等国家重点单位。 “科研不是发论文就结束了,而是要解决真问题,落地创造价值。”这是张章静常挂在嘴边的话。
深耕科研与育人多年,张章静始终坚守初心,秉持“科学不问性别,只问热爱与坚持”的理念,鼓励每一位潜心科研的学子。她始终认为,科研之路从无捷径,无论出身与基础,唯有热爱可抵岁月漫长,唯有坚守方能攻坚克难,这也是她带领团队持续深耕、逐梦前行的核心底气。 |