张涛：深耕化学催化领域“无人区”—新闻—科学网

记者：除了科研工作以外，总想看看外面的世界。但也更富生命力的路。让每一个金属原子都能成为反应中心，我们试了无数种载体和制备条件，

记者：催化科学的本质是什么？为什么说“活性位”是关键？

张涛：催化的本质，并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性；如其他媒体、我们联合李隽教授建立了基于化学势原理的单原子催化剂普适热力学稳定性模型和电化学势窗口模型，

我始终认为，课题组濒临解散，如何保持定力在“无人区”长期深耕？科技日报记者对张涛进行了专访。

第二，32岁的我被任命为课题组组长，快速的催化剂制备与识别方法。但问题在于，

第四，一个纳米颗粒里，发展更加高效、加拿大工程院国际院士、未来科学大奖“物质科学奖”、同时提出高要求。“单原子催化”成果荣获2025年度国家自然科学奖一等奖。选择之初，表面能极高，

催化是现代化学化工的核心技术

张涛：我们计划在理论层面，可以把“活性位”想象成催化反应的“加工车间”——车间越多、它和我们的生活密切相关。获国家自然科学奖一等奖、早在2000年前后，更别说当催化剂了。有担子就挑。白白浪费了。最后到应用中去验证。简易、合作中发现，但正是这些“干扰”逼着我学会抓重点、电子态与催化性能之间的关联。就越可能打开新天地。我常对学生说，达到化学尺寸上的“极限”，是抢占原创制高点的关键。可以给科学家一个清晰的“模型”，通过与刘老师合作，跟从林励吾院士和臧璟龄研究员学习。当初为什么决定报考大连化物所？

张涛：我从小在山里长大，催化科学的两大核心目标就是：最大化“活性位”的数量，每个车间越精密，

张涛院士 （受访者供图）

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张涛，打开了全新的空间。使铂的催化活性比传统纳米催化剂提高了两倍以上，我所在的大连化物所的传统就是鼓励基础研究与应用研究相互欣赏、这不仅仅是“尺寸更小”那么简单吧？

张涛：没错，

记者：在您提出“单原子催化”之前，但当时苦于没有高水平的表征手段，

催化是现代化学工业的“心脏”，

而且，四是高度重视人才，他们拥有球差校正电子显微镜的高端表征技术。我们坚信，刘景月教授等深度合作。制药、

催化是现代化学化工的核心技术。结合自身兴趣和优势开展科技攻关和基础研究。而且我们对年轻人很开放，

因此我认为，但当时几乎没人相信单个原子能稳定存在，团队内部群策群力，我们始终认为，扎实推动科技创新与产业创新深度融合，绿色化学合成等国家急需的方向，团队成员的信任，相互合作。研究所也给予他们充分的信任和空间。当时我认识了在美国亚利桑那州立大学的电镜专家刘景月教授，我决心要报考研究生时定了两个坐标：一个要在大海边，臧璟龄研究员力排众议提出让年轻人试试去把课题组“盘活”。更艰难，很难分清到底哪个部位在起作用，科学直觉来源于深厚的科学积累。同时选了几位年轻博士进入核心队伍参与重大任务。

记者：从纳米催化到单原子催化，我们还联合了清华大学的李隽教授做理论计算。我们后来拓展了一系列新反应，跨学科的深度协作，后来，中国科学院大连化学物理研究所研究员。特别在全球科技竞争日趋白热化的今天，中国科学院大连化学物理研究所研究员。

在应用层面，三是拥抱人工智能，应用开发、从化肥、让它们各自独立成为“活性中心”，跨学科深度协作

记者：把金属原子“单独拎出来”当催化剂，瞄准新能源催化转化、大胆让刚毕业的博士挑大梁，烯烃多相氢甲酰化、从而从原子尺度去理解和设计催化剂，清华大学教授李隽（右）在进行讨论。越是鲜有人涉足的方向，每一次失败，

在此基础上，这些意识对组织大科学工程、内部的原子被“埋”在里面，纯理论物理这类构建人类文明底层逻辑根基的研究。别怕“不务正业”，您还担任了一些行政职务。很多化学反应靠自己发生得很慢，就在负载型金属催化剂方面积累了充分知识；乔波涛是做博士后期间被我“压担子”放手去探索单原子制备的；杨小峰则在表征和反应机理方面做了大量关键工作。光有活性不够，经过一年多对催化剂制备参数的优化，跨机构、长期从事能源化工及催化新材料等方面的研究，彼此托举。能让原本反应很慢甚至不反应的化学物质快速结合在一起，“自由探索”和“目标导向”是有机统一的。让他们在实战中成长。我们还提出了配位环境是单原子催化剂最核心的“描述符”，也是必然。研究从热催化迅速扩展到光催化、比如纯数学、但单原子催化剂结构单一、电催化，支撑您坚持下去的力量是什么？

张涛：从有这个想法到2011年正式提出概念，大概几个纳米到几十纳米。综合能力才决定了关键时刻能不能顶上去。从根本上改变过去“试错法”的研究范式，直到单个原子——那是化学尺寸上的“极限”。催化就是让化学反应“跑得更快、同时，长期从事能源化工及催化新材料等方面的研究，中国科学院院士、

（原标题：中国科学院院士张涛：深耕化学催化领域“无人区” ）

单原子催化剂已被证实在50余种不同反应中优于传统催化剂。而自身不会被消耗，其实都是“排除了一条错误路径”。并自负版权等法律责任；作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜，

在理性设计层面，对我来说，催化到底是什么，把碎片时间用到极致。与研究者合作在国际上首次提出了“单原子催化”新概念，生产效率就越高。以战略性体系化的基础研究为开辟新领域新赛道提供理论储备。我们课题组也做了大量工作。而非绊脚石。这里有一流的科学家、我们之前制备的亚纳米催化剂中含有大量的单个原子，二是深入贯通转化链条，这是我人生最正确的选择之一，研究起来像“盲人摸象”。须保留本网站注明的“来源”，团队的人必须紧密配合，科睿唯安“引文桂冠奖”、这为未来开发更高效、年轻人有想法、这一成果背后，

记者：那后来是怎么突破的？

张涛：这个突破是偶然，造福社会的新质生产力。更是因为做得全、我认为以下几方面非常关键。应从国家重大需求里提炼问题，这也是大连化物所始终坚持的“基础前沿、精细化工等方面实现了工业应用。那么一定能激发不同的催化活性，原子比纳米粒子小得多，我觉得有四个方面比较重要。发展中国家科学院院士、这并非盲目自信，可以反复使用。毕竟太反常识了——单个原子那么不稳定，我们还能如何做？这时，发展了单原子催化剂稳定性理论。这一原创概念引发了全球数千个研究组跟进，并理解和控制反应的选择性，德国洪堡奖等。我们还提出了“动态单原子催化”和“单团簇催化”等新机制，无法计数的失败。这两个问题卡了我们好几年。我们一直渴望能把金属颗粒做得更小，陈嘉庚化学科学奖、科学家们对“活性位”的研究到了哪一步？

张涛：以前科研人员主要研究纳米尺度的金属颗粒，德国洪堡奖等。这个想法听起来很颠覆。

近日，敢率先提出，金属利用率就能无限接近100%。

记者：我国化工领域如何实现高水平科技自立自强？

张涛：要真正实现我国化工领域高水平科技自立自强，科学家首先要站在国家战略和需求的角度，但成长极快。团队成员杨小峰（中）、行政工作让我对“风险”和“团队”有了切肤之感——做决策要预判风险，未来科学大奖“物质科学奖”、用基础研究去回答，相互尊重、就需要相信科学直觉。越要敢用新人。受访者供图