致力科技创新 潜心教书育人 访天津理工大学材料科学与工程学院新能源研究院教授张志明

撰文/潘丽娅 摄影/袁丽 美术编辑/丁国明 赵霞

作为科研工作者，他锚定“双碳”目标，聚焦开发高效人工光合成系统，致力于利用清洁、取之不尽的太阳能取代传统的化石燃料；作为高校教师，他秉持潜心育人理念，以“重德重能、求实求新”校训为育人目标，为社会培养优秀人才；作为党支部书记，他充分发挥了党支部在研究院的战斗堡垒作用……他就是天津理工大学材料科学与工程学院新能源研究院党支部书记，教授、博士生导师张志明。

勇于攻坚克难的科研工作者

初见张志明教授时，他还在实验室指导研究生处理研究数据，温和、睿智、说起话来条理清晰，是记者见到这位“80 后”学者的第一印象。

热爱科研的人有一个共性，就是谈到科研就会文思充沛、话如泉涌，对所有与专业相关的事物，都是信手拈来如数家珍。一提起张志明的研究领域，这位年轻的教授侃侃而谈：“大家都知道，随着科技的高速发展，人类社会对能源的需求也越来越大，但地球总的能源储量是有限的。未来，利用取之不尽、用之不竭的太阳能取代传统的化石能源，将是解决人类所面临的能源危机和环境污染问题的有效途径之一。”张志明介绍说，他的研究领域就是通过模拟自然界光合系统获得清洁、高效的新能源。

作为科研工作者，他在瞄准世界科技前沿、强化基础研究的同时，坚持需求导向，力求突破瓶颈。“科学研究对于很多人来说，其实是一件枯燥乏味且常常会‘一无所获’的工作。科研来不得半点虚假，也没有任何捷径可走。”从走上科研之路起，张志明就做好了会“走弯路、碰钉子”的心理准备。一项科研选题，往往会花费大量时间去查文献、反复试验，而得到的结果却不尽如人意。“但是成功往往就是需要我们从这些失败的案例中找到突破口。”通过反复论证与试验，张志明充分发挥在多酸化学领域的研究积累，创造性地定向构筑了原子精度的立方烷团簇，用以模拟自然界光合系统中水氧化活性中心的结构与功能。将强可见光发色团引入到传统光敏剂中，极大地提高了其在可见光区域的光吸收能力，开发出一系列具有强可见光吸收和长激发态寿命的高效光敏剂，有望替代已使用半个世纪的传统贵金属光敏剂，提升人工光合成效率。从配位化学出发，联合共配位策略与限域生长策略将催化剂与光敏剂共同组装，发挥多组分之间的高效协同，以CO2为原料首次在温和条件下实现一步光催化羰基化偶联反应，用于著名降酯类药物非诺贝特的光合成。相关科研得到了国内外学术同行的认可和高度评价，并顺利发表在Nature Comm、J.Am.Chem.Soc和Angew.Chem 等国际顶级期刊，引起了广泛的关注。

用科技服务社会

张志明不仅关注基础研究，还一心扑在科技服务社会上。他认为，科研成果要么上书架、要么上货架，科研成果要能够能服务于社会、服务于人民，对国计民生发挥作用。

太阳能驱动的污水处理也一直是张志明关注和研究的重点。他以团簇、金属氧化物与多孔碳为载体，实现单原子催化剂控制成核与批量合成，用于太阳能驱动的污水处理。为了更好地验证这一理论，在天津理工大学明理湖边、人人绕路而行的污水沟旁，常常会见到张志明取水搞试验的身影。张志明从不同水源地里取回水样，调控各项组分的比例，在不断努力下，开发了催化剂＠吸光材料复合光催化剂，用于太阳能驱动的污水处理与速效杀菌，目前已经取得了初步成功。“前不久，我们在市郊一个废弃的污水池做了一个试验，以复合光催化剂进行污水处理，结果非常理想。”张志明说，试验前，污水池中氨氮含量达到了45毫克/升。经过处理后，氨氮含量降低到2—4 毫克/升。

为了进一步测验催化剂的净化效果，张志明还联系了水产养殖户，借用他们的养虾池开展实验。张志明介绍说，水产养殖沉入池底的饲料、水产生物的排泄物与动植物死亡，都会导致氨氮含量过高，轻则影响养殖水产的正常生长，重则会造成死亡，将可能导致经济严重受损。张志明将催化剂投入养虾池中，池水经过净化后，氨氮含量降至0.2 毫克/升，达到国家规定的养殖水质标准。

“虽然净化效果达到了预期目标，但是我们还想将净化成本再降低。”张志明介绍说，“经过计算，以养虾池为例，净化一亩虾池的成本大概在100 元以上，这对于水产养殖户来说并不算低。将催化剂成本进一步降低到20—30 元，这将是我们下一步的目标。”

潜心育人的贴心导师

张志明在作为一名科研工作者的同时，更是一名优秀的教育工作者。

张志明始终践行“授人以渔”的原则。作为青年教师，他主动要求承担学院本科生的基础课程，坚持将学术前沿应用于课堂教学，将课堂教学与实际应用相结合，激发学生的学习与钻研热情。在论文写作上，他经常鼓励学生自己设计课题、撰写文章，成为一名合格的研究生。低年级学生写论文没有经验，他不厌其烦，一丝不苟地仔细修改，包括图的大小、标点符号、语法关系等，直到自己满意为止。课题组每个学生的论文至少在他手里都要亲手改动十几甚至几十稿。2020年，面对新冠肺炎疫情中教学和科研不能正常开展的情况，张志明积极响应“停课不停学，停课不停研”的要求，与课题组研究生保持密切联系。每周一上午与研究生固定召开“网络研讨会”，根据学生年级与研究进展，分成不同小组，开展文献学习、数据分析与论文修改，不让任何一位学生因为疫情而影响学业。当得知一位学生因家里没有电脑导致在家无法查阅文献、撰写论文时，他将自己的笔记本电脑邮寄给学生。学生返校后，他经常性地与学生谈心谈话，在指导学生科研和学习的同时，注重学生心理调适和品格养成。

在张志明的培育和指导下，他的学生参与“挑战杯”等创新创业类实践训练，获“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛三等奖，省“挑战杯”一等奖、二等奖，“家曦杯”一等奖；指导研究生获省优秀硕士学位论文、校优秀博士学位论文、国家奖学金，明理奖学金等；培养的博士毕业生与博士后成为高校青年学术骨干。

张志明对学生的关心，还体现在科研和教学的点点滴滴中。每天清晨，他常常是第一个到达实验室，查看过夜的设备安全、学生实验的难点。一天实验工作结束后，他往往也是最后一个检查关闭各项仪器设备后才离开；实验室装修后，他担心装修残留，第一时间买来活性炭吸附包、甲醛测试盒、各种绿植；为课题组的学生购置乒乓球、羽毛球、篮球等，经常组织大家一起锻炼身体……在学生们的眼里，张志明是贴心导师，也是科研路上一起攻坚克难的好战友。

付出的汗水总会得到回报。多年来，张志明先后获得国家重大研究计划（培育）、国家自然科学基金委优青、天津市杰青等项目资助；入选天津市特聘教授、天津市“131”创新型人才培养工程、天津青年创新能手、天津市中青年科技创新领军人才、天津市教育系统优秀共产党员。谈到获得的荣誉，张志明露出谦逊的笑容：“能够研究出有益于社会的科研成果，能够培育出更多的优秀人才，这是我最大愿望！”