2025年2月2日，闫思杨第一次潜入海底。
当她按下潜水背心的排气阀，身体直立着沉入水中的刹那，窒息的压迫感突然变成通透的宁静，面镜后的双眼见证着奇妙转变：阳光在水面折成碎钻，鱼群穿梭在火山砂铺就的“海底星空”。她脑海中的第一反应是，“这就是边界”。
“上岸”一个多月后，在大连理工大学担任科研助理的闫思杨突然收到了Science的邮件——她作为共同第一作者的文章即将正式上线。日前，该论文正式发表。研究围绕高效负载型催化剂，证明其设计需要精确构建金属与载体之间的界面结构，并充分利用了氢在催化过程中的独特作用。
科研助理一作发Science，在许多人看来十分值得关注，但是闫思杨却略显“淡定”：“就像潜水一样，最迷人的永远是突破边界的一瞬间。”
潜水中的闫思杨从自动化工程师到“分子翻译官”
在当代化学工业的大舞台上，九成剧目都需要一位看不见的主角——催化剂。催化剂的应用可以改变化学反应速率，认识实际生产过程中催化剂的表面反应是提高化工生产效率的“指挥棒”。
而闫思杨与化工和催化的接触，时间还要追溯到2011年。
此时的她刚从浙江理工大学自动化控制专业毕业，成为一名中国石油天然气集团的设计员，负责工厂控制系统的设计以及仪表的选型。
在工厂里，闫思杨看到物料罐、反应器、分离塔和换热器等各司其职。经管线网络，由仪表系统联通并控制，原料在自动化设备的精密操控下蜕变为形态各异的化学品。这让她联想到高中的化学课，与眼前流转的工业图景悄然重叠。
也是在这时，她萌生了读研“转行”的想法，想在化学工程领域重新出发，找到自己真正的热爱。没过多犹豫，她就叩开了大连理工大学化工专业的大门，开启了新的征程。硕士毕业后，2018年，闫思杨与大连理工大学教授刘家旭的相遇，则为她打开了另一扇窗。
“在实验室学习过程中有幸和刘老师聊了很久的催化表征技术，让我第一次系统认知到催化表征技术的大千世界。”闫思杨说。
刘家旭团队一直致力于高效催化技术的研制设计及工业化，在国际上首次开发出双光束原位透射红外表征方法，为近真实条件下催化反应的机理研究与催化剂设计提供有力指导。
说到双光束原位透射红外表征方法，闫思杨立刻“两眼放光”。这是一项国际首创技术，就像给催化剂装上两盏“智能探照灯”，即使在高温高压的苛刻条件下，也能实时“直播”材料表面吸附分子或中间体的动态变化。
“因为我是跨专业，有一些仪器、控制之类的背景知识，也希望能够接触顶尖的设备和科学家。就这样，我成为了刘老师团队内一名科研助理。”闫思杨说道。
搭一个大型“乐高”
有些选择就像催化剂，一旦遇见对的反应条件，便会迸发出超乎想象的能量。闫思杨加入刘家旭团队后，立刻着手搭建红外实验室。
大多数原位红外表征技术偏重于真空吸附方面，而吸附物种如果过量的话，就会产生游离态，分辨不清哪些是吸附质，哪些是吸附在催化剂表面的中间体，从而影响最终数据的真实性。
此时，双光束红外光谱的优势便凸显了出来。它可以实时在空间采集数据，并将气相背景谱“扣除”，避免了过量的吸附质造成的数据干扰。随后，他们又加入了一些气路设计，慢慢开始探索高压、超高温的实验条件，再加入双光束，不断“做加法”。提起这段经历，闫思杨依然很兴奋：“我觉得像搭乐高一样，可以把脑海中的想法一点点在眼前实现，特别有意思。”
“每一步的突破都是特别不容易的。我印象特别深的是有一次探索炭材料的原位红外表征，吸光很严重，捕捉不到有效信号，整整一个月一个数据都没有，当时是真有点‘磨人’了。”闫思杨回忆道，“我们逐步调整了各阶段的预处理以及实验的条件，最终成功解决了这个问题。”后来，这项工作发表在了《自然-通讯》上，也成为了闫思杨的第一篇一作文章。
一个实验技术成熟了，他们就扩展下一个。目前，他们已搭建了4台仪器、10个原位池，最高可以做到850度，实现在工况条件下的原位表征。“实验室的研究最终是为了工业应用服务的，而我们的目标就是打开真实工业反应过程中的‘黑匣子’。”闫思杨笑着说道。
闫思杨在实验室在建设的过程中，团队也迎来了一个老朋友的到访——美国劳伦斯伯克利国家实验室的研究员苏际。他同样毕业于大连理工大学，与刘家旭合作多年。他这次带来的，是关于负载型金属催化剂的难题。
负载型金属催化剂在化学工业和环境清洁方面有着广泛的应用，但是由于催化过程的复杂性，催化作用机理与催化剂设计却始终蒙着“神秘面纱”，理论研究与实际应用过程存在着明显“鸿沟”。
考虑到这个难题，苏际找到老朋友刘家旭，想到了团队首创的“利器”——双光束原位透射红外光谱。慢慢地，劳伦斯伯克利国家实验室教授Miquel Salmeron、研究员David Prendergast课题组及华中师范大学教授郭彦炳等都加入进来，一个“大家庭”逐步搭建了起来。
研究所需的原位红外光谱表征就在刘家旭和闫思杨的实验室里。正是通过这台大型“乐高”，让他们在催化反应中发现了新机制，最终通过修饰氧化铈上的铂单位点，设计并确定了新的“铂-铈-氢”三元界面氢化活性中心结构。
合作团队还提出了“氢化活性位点”的新理论，相当于开创了催化剂设计的新大门，该结构的一氧化碳氧化反应速率比铂单位点高出9倍。
6年跨越大洋的合作，这篇合作完成的文章顺利发表在Science上，这也是双光束原位透射红外表征技术第一次“登上”正刊。
“这种新型的氢化反应中心能够显著提高氧化反应的速率和产物的选择性，克服了传统催化剂在效率和选择性方面存在的瓶颈。界面氢化反应中心的概念可以扩展到负载型金属催化剂，将为更多重要的多相催化反应提供可靠的技术路径。”闫思杨说道。
不设限的“实验室打工人”
这6年，见证了闫思杨的迅速成长。她在解决科学问题的同时，也很感谢团队搭建了一个“乌托邦”。在刘家旭的团队里，她可以吸收到各个老师同学的想法，全身心投入到红外实验工作中。
科研助理是目前高校、科研院所等机构常见的职位，主要是协助科研人员开展学术或技术研究工作。在他们的日常词典中，“重复”是关键词。打开精密仪器，关上数据终端，实时监测跳动的图谱，这套系统化流程已经成为了闫思杨的肌肉记忆。
当被问及是否枯燥时，她连说了三个没有：“我真的很喜欢我的工作。”
画图定制、DIY红外池、解决实际问题……这一套流程在闫思杨看来兼顾挑战性和趣味性。“你可能看见我的实验会觉得流程很固定很枯燥，但实际上我在电脑上观察到每个实验结果都截然不同。有时候同一个反应用不同的催化剂，它的路径都是不一样的；感觉每天都在接触不同的东西，他们又基于一个共同的基础，万变不离其宗。”
闫思杨观察电脑上的实验结果在休息时间，闫思杨最爱的事情还是“出去走走”。除了潜水，她还热衷于徒步、爬山等活动，“上班看微观世界，下班看大好河山，我觉得生活特别美好”。
发Science后的生活好像也没什么不同，闫思杨依旧每天很早就到了实验室。尽管科研助理的工作也面临着项目周期短、科研压力大等问题，但是闫思杨依然兴致勃勃：“因为我们搭建的‘乐高’正在逐步走向正轨，后面还有好多事情要去做，还有好多想法没有实现。6年时间于我而言，不过是一个开始。”
“如果可以，我愿意在这里干到退休！”对于许多90、00后来讲，这简直是对一份工作的最高赞赏。
论文链接：
doi/10.1126/science.adv0735
本文图片均为受访者提供
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