未来不设限！这位科研青年，“玩”出精彩！

中国科学院大学 2023-05-13

编者按

遇到学业打击一蹶不振？面对科研压力苦大仇深？中国科学院大学博士研究生武少弟（培养单位：中国科学院山西煤炭化学研究所）有他的“秘籍”——“放轻松，都会过去的”。本期，让我们走近武少弟，看他如何松弛应对打击、在“埋头苦干”与“不务正业”间灵活游走。

四年前，武少弟错失保研资格，当头一棒。雪上加霜的是，他所报考学校的生物化工专业在那一年“枪头一转”，将考研科目换成他最不擅长的化工原理。

这个初中喜欢网游、高考前几天还在踢足球，一向从容“应战”的小伙，在本升硕的关键节点被一再打击。

带着经历增添的几分稳重，武少弟重振旗鼓，成为国科大博士研究生，加入国科大博士生导师、中科院山西煤炭化学研究所研究员侯相林和邓天昇团队。

针对三聚氰胺甲醛树脂（MFRs）结构特性，团队设计了甲磺酸—四氢呋喃—水的高效降解体系，实现了MFRs催化降解为三聚氰酸的定向解聚，降解比例高于84%，实力助攻环境生态保护。

“放轻松，都会过去的。”说起曾经那些或“从容”或“倒霉”的故事，武少弟用一以贯之的松弛与灵活风格，传递着几分消解坎坷的自我嘲弄。

一把钥匙开一把锁

当有些95后沉浸于收集各类精巧可爱的餐具时，同样对各种新材料兴致盎然的武少弟却在这方面远远走在了“潮流前沿”——他为时兴的仿瓷餐具发明设计了一套无毒高效的降解体系。

武少弟在实验室

日常生活中使用的部分汤勺、碗筷、水杯，外观跟陶瓷一样，美观坚硬耐磨，但又轻巧不易碎。武少弟盯上的这类仿瓷材料主要成分为MFRs，又称密胺甲醛树脂或密胺树脂，是一种重要的三嗪环化合物。它在大自然中难以降解，传统的两种降解回收方法又不适用于此：一是将高分子研磨粉碎，作为填充剂添加到新材料中以增强材料的机械性能，这种粉碎方式工艺简单，但经济价值不高；二是热回收，但“其中的化学键会在高温的作用下无规断裂重组，生成大量的氢氰酸等剧毒物质”。

MFRs项目示意图

千变万化的分子组合形成了多姿多彩的材料，“即使相同构成的某种分子，也会因为其中某一个化学键的不同而呈现完全不同的属性。好比墙一样，如果其中使用了差别细微的砖块和水泥，墙就拥有了不同的硬度和承托力。”借助形象的类比，武少弟描摹出一个不为人熟知的微观材料世界，而正是它们五花八门的“个性”，给降解工程带来不小挑战。

武少弟用“钥匙和锁”的关系，讲解该仿瓷餐具降解体系的核心工作原理——“锁”指的是找到分子中选择性断键的化学键位置，“钥匙”即选择合适的催化剂和溶剂。

就这样“一把钥匙开一把锁”，武少弟开发的树脂回收条件相对温和，通过精细调节降解体系，选择性打开了树脂中的某些化学键，既可以避免热解过程中产生的剧毒小分子，也可以重新利用反应物——最终产物三聚氰酸可作为有机合成原料，重新用于树脂合成、高分子材料改性剂和药物卤三羟嗪的生产等。

“锁”高一尺，“钥”高一丈。武少弟所在的研究团队还将在这条绵长曲折的高分子材料“开锁”路途上继续前行，希望抢到通往下一个时代的“船票”，帮助抵达人们必须直面的未来环保新大陆。

“不务正业”与“埋头苦干”的结合体

武少弟的求学旋律，一直在“不务正业”与“埋头苦干”之间交叉演奏。

“每个人都有自己的节奏，让我一门心思长时间只盯着一件事，我的效率不会很高。”在对自己的“不务正业”有着清醒认知下，武少弟选择不给自己设限。

在国科大雁栖湖校区集中学习时光里，他给自己安排了多重身份：中国科学院与两弹一星纪念馆讲解员、化工学院班级班长、研学活动辅导员……多样经历重叠在一段时光中，一天仿佛变成48小时甚至更多。

2018年12月，武少弟参加国科大“一二·九”大合唱比赛

“我喜欢收藏言简意赅的语言表达，喜欢呆看着变幻莫测的自然气象，也喜欢旁观思考朝代兴替感悟其中韵味……”从弗洛伊德的《梦的解析》到梁启超的《新民说》，从特效炫酷的《复仇者联盟》到耐人寻味的《大明王朝1566》，“多而杂”的兴趣花园带他窥探世间百态。

“多观察才会有新发现，进而引发新思考，做实验也一样。” 武少弟说。

“我就是一个‘不务正业’跟‘埋头苦干’的结合体。时不时有一些慵懒，时而又突然加速拼命。”2020年初疫情封闭在家的日子，实验一度无法推进，他便拉起一支队伍报名参加了“国科大杯”创新创业大赛。收到决赛邀请时，他一时有些意外：“感觉自己提交的作品还只是些不太成熟的项目进展，没想到能够突出重围。”
2020年9月26日，武少弟带着团队智慧的最新结晶来到北京参加了分项赛决赛。评委们对他们的项目很感兴趣，答辩环节频频发问，也为团队提供了许多宝贵意见。“这次比赛我了解到实验室成果与规模化产物之间的许多门道，也收获了一群志同道合的挚友。”

武少弟参加“国科大杯”创新创业大赛

“必须抓紧把丢失的几个月时间补回来。”武少弟说。

武少弟回到实验室后，开始连轴转的科研模式，将几十种催化剂和溶剂进行排列组合，经历无数次试错后思考着降解路径的最优解。最终结果是幸运的，在导师指导和陪伴下，武少弟成功地创造出了属于他的那把“钥匙”。
“开锁”的最终成果——这样一种既能处理固体废料又能产出化学用品的方法，让多家公司十分心动却一度不太相信。“他们专门派人来从头到尾观摩实验，从特殊溶剂到压力溶弹，从均相反应到核磁表征，当结果如预期所料时，事实胜于雄辩，他们信了。”

放轻松做点好玩儿的

“远看一尊佛，近看笑呵呵”，武少弟对导师侯相林的第一印象十分亲切。2018年的中科院山西煤炭化学研究所大学生夏令营活动中，武少弟笃定侯相林“气场”和自己十分契合，决心加入侯相林的课题组。

武少弟（二排左一）所在课题组出游合影

课题组在侯相林等老师的带领下，科研氛围紧张而又活泼，同门始终保有一份难得的轻松感：工作时间灵活自主，周末和假期师生结伴登山，每个人的课题项目都像在鼓捣“好玩儿”的发明，科学原理中加入幽默调料。

除了给各种高分子树脂断键“开锁”，武少弟生趣盎然地讲解了团队五花八门的课题。

离开土豆皮的土豆会迅速氧化变黑，提取土豆皮其中的抗氧化成分，使用到化妆品里岂不是“一秒回春”？被称为“超级脑黄金”的亚麻籽有着数不胜数的功效，其中的奥秘就在于存蓄其中的亚麻酸，提取出这部分“浓缩的精华”是否延年益寿不再是梦？

成长翻了许多页，“放轻松”的习惯一直在延续，“玩心”似乎也成为武少弟贯穿工作和生活的个人风格。

实现MFRs的催化降解之后，他联系制作了该项目的科普视频，结合科学与活泼的元素，将艰涩的材料术语变得易于接受。

MFRs项目科普视频截图

武少弟从研究所夏令营的参与者到组织者，从营员变为学长。作为研究所研究生会的主席，对接研究所每年的夏令营是他的工作职责。他将自己定位成一支“旅行团的小导游”，在带领大学生走进科学世界的同时，也带大家领略山西风土人情。这样一“玩”就是三年，研究所的老师们现在只要说起“那个带夏令营的小子”，指的就是武少弟。

中科院山西煤炭化学研究所2021年大学生夏令营学生组织者团队合影（前排下蹲为武少弟）

“玩”的土壤养分充足，培植起的敏感和观察力让一个闪念都可能成为泉水，浇出快乐实践的花。“‘玩’不只是一种活动，还是一种心态。”

“我的未来计划依旧是——对自己不设限，放轻松，做点好玩的事情，未来无限可能。”武少弟说。

武少弟想“下手”的热固性材料也越来越多，脑洞一开再开——他又盯上了电源插排、电灯开关盒使用的酚醛树脂和之前大热的马桶盖所采用的脲醛树脂，希望解决这些材料的“善后问题”：“这都是未来马上会呈到人类面前的答卷。”

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