欧美色盟,色婷婷AV一区二区三区之红樱桃,亚洲精品无码一区二区三区网雨,中国精品视频一区二区三区

2018年7月6日，美國《Science》(科學)雜志發表了題為“Single-crystal x-ray diffraction structures of covalent organic frameworks”的文章，蘭州大學化學化工學院、功能有機分子化學國家重點實驗室王為教授課題組的馬天瓊博士是該文章的第一作者。該項研究首次實現了共價有機框架材料大尺寸單晶的生長和結構解析，將“共價組裝有序結構”的研究提升到新的高度。不僅突破了共價有機框架材料領域發展的長期瓶頸，也為動態共價化學的理論和應用研究提供了全新的實例。

共價有機框架材料（Covalent Organic Frameworks，COFs）是有機單體通過共價鍵的連接、在二維或三維方向上形成的一類新型晶態有機多孔高分子材料。其在氣體吸附和分離、催化、光電、儲能等領域有著廣闊的應用前景。COFs領域中的一個重大挑戰是：如何獲得大尺寸和高質量的單晶。由于采用強的共價鍵作用進行構筑，COFs的合成過程很難從原子分子尺度上進行精準調控，前人報道的COFs材料因而主要表現為多晶形態，其結構的推定通過粉末X-射線衍射、電子衍射和計算機模擬等手段間接獲得。如何大幅度提升COFs材料的結晶度、從而通過單晶X-射線衍射技術在原子尺度的層面獲得其精確的結構信息，是該領域發展的核心瓶頸。

早在2011年讀研期間，馬天瓊就合成出一例新的COF材料，以蘭州大學首字母命名為LZU-111。那時大家對COF材料結構的了解還處于非常初級的階段，幾乎都依賴于對拓撲的模型的想象和猜測。尤其是對三維COF，如果不能通過大量計算機模擬和篩選的手段得到相對合理的猜測結構，大多數研究者甚至最后放棄對未知COF材料的研究。

為了研究LZU-111的結構，馬天瓊自學晶體學和計算機結構模擬。那段時間她實驗沒有任何進展，每天早上很早來到實驗室，抱著電腦和一本《X-射線晶體學》，一言不發地躲在角落里看書。他的導師王為教授看在眼里急在心上，但他相信他的這個學生，并沒有對她失去信心，在她的沉淀期給予了她最大的耐心，而且還鼓勵她繼續學習晶體學。這也極大地鼓舞了馬天瓊，她相信有導師的支持，她一定能解決眼前的困難。但是要了解材料的精確結構談何容易！幸運的是，2013年王為教授在去美國開會時遇到一位研究藥物多晶型的殷小天博士，和殷博士相談甚歡。同年殷博士到中國訪問，馬天瓊向殷博士請教了很多晶體學問題。殷博士深厚的結晶學內功，給了馬天瓊很多啟發。她查閱大量文獻，了解各種晶體材料單晶的生長方法，并嘗試各種條件，希望能生長出COFs材料的大單晶。她已經記不清自己篩選過多少合成條件，失敗過多少次，經常做夢都能夢到金光閃閃的大晶體在遠遠向她招手。

又經過一年多的努力，當她第一次從掃描電鏡中看到自己的COF晶體從納米尺寸長大了一個數量級的時候，那種驚喜難以名狀。但由于當時從來沒有人做過COF單晶生長，連她自己對結果也有所懷疑。組內老師、同學的態度也都比較謹慎，善意地提醒她可能錯了，甚至有老師、朋友勸她放棄這么艱難的課題，做一些容易的工作，盡快發表文章好達到畢業要求。她自己卻像一個癡漢一樣，沉醉于一點一滴的進展和幸福中。她說這是她的夢，她在夢中見證了單晶的璀璨和奪目，并且相信自己的晶體一定能夠生長成為大單晶，她不舍得放棄，更不應該放棄。哪怕沒有一個人認可她，只要是正確的事情，她就一定要堅持到底。她就是要做原創性的工作，就是要做不一樣的工作，就是要走別人沒有走過的路，哪怕曲折艱險，哪怕充滿荊棘。

經過七年的堅持和努力，她終于建立了控制生長大尺寸單晶COFs的方法，并首次合成出多種三維亞胺型COFs的大尺寸單晶。得益于單晶的獲得與解析，材料孔道中客體水分子的有序排列、骨架中有機鏈的構象旋轉、以及亞胺鍵的連接方向等核心信息等都能被清楚地觀察到。此外，單晶結構解析還確認了最初帶給她艱難與幸運的LZU-111材料的結構，這種材料具有罕見的手性拓撲結構。如果不是得到單晶，可能世人永遠也不會知道這些材料的結構是如此美妙。這些結果最終發表在Science上，她也才終于能夠坦然地參加博士學位答辯并獲得博士學位。

博士畢業后，馬天瓊在北京大學開展了一年的“博雅”博士后研究，較為系統地鞏固了晶體學知識和學習了相關前沿技術。與博雅塔、未名湖相伴的日子雖然短暫，但很平靜很安心，仿佛又回到了心無旁騖的中學時代，一個新的知識點就能讓她激動不已。

2019年，馬天瓊加入美國加州大學伯克利分校OmarYaghi教授課題組，開展下一階段的博士后研究工作。Yaghi教授是世界知名的化學家，Reticular Chemistry的創始人。他非常欣賞馬天瓊，對她寄予厚望，希望她更上一層樓，承擔更有挑戰性的基礎研究課題。然而就像每一個初到異國他鄉的人所要必須經歷的，語言溝通的障礙、生活上的諸多不便，這一切無法逃避更無法對抗，只能慢慢調節、慢慢適應。然而時間對研究者又是何其珍貴，三個多月后，馬天瓊的課題幾乎毫無進展。除了需要承受來自科研的壓力，最痛苦的還是那種無時不刻的自我懷疑和失望。

說來巧合，那時同樣糾結的還有同課題組的一位德國同事，他有一個非常好的想法去構筑高連接數的COF材料，卻怎么也實現不了。一次偶然的討論，馬天瓊和這位同事一拍即合，他們決定嘗試用馬天瓊2018年報道的新方法來合成材料、生長單晶以及解析結構。有人說，人生走過的每一步路都算數。將近十年的經驗積累都派上了用場，從結晶優化到晶體生長，在嘗試了數百種不同條件和方法后，他們終于合成了一類全新的材料。這種材料由硼、磷酸多官能團單個分子首尾反應相連，最終形成類似正方體八頂點無限連接的拓撲結構，這種材料可能會具有許多新的性質。但是仍然沒有單晶，這就意味著結構的確定仍然存在許多疑問。馬天瓊不甘心，她眼看著這種新材料從0到1的誕生，又怎么能放棄從1到100的追求呢？于是繼續反復地實驗，但反復地接受著失敗的結果。

馬天瓊很清楚地記得那是一個周末的下午，她在實驗室工作，腦袋里一直思索著各種可能性。她看著實驗臺上各種化合物，想到一個辦法：增加保護基團。這在有機化學反應中非常常見，雖然步驟繁瑣，但或許可以降低體系的反應速率，減緩晶體生長。她立刻寫郵件與同事討論，第二天兩人就開始嘗試這個方法，一個合成前體，一個生長晶體。沒想到成功了！更有趣的是，在整個反應過程中起到作用的并不是最初設計的保護基團，而是為了除去保護基團而添加的鹽酸。看著顯微鏡下晶瑩剔透的一顆顆小晶體，馬天瓊終于長舒了一口氣：你好，久違了，COF單晶！

然而這份來之不易的喜悅被突然爆發的疫情打亂，實驗室不得不關閉了。之后兩個月居家工作恰好也給了分析結果、解析結構和整理數據的機會，每隔兩三天一次的線上討論，反而成就了另一種充實的生活。結構分析過程有時混亂，有時艱辛，沒有任何前人的工作可以參考，有時一開始搭建結構模型她就忘記了時間，一整天一整夜常常悄然過去。最后的結果證明，他們得到了一種全新的化學連接方式。若不是長出了單晶，也沒有辦法確認這種新結構以及特殊的脫水縮合方式的存在。2020年10月23日，這篇工作以“Design of higher valency in covalent organic frameworks”為題在Science上發表。

無論是當年活躍在學生活動的舞臺、用笑容感動蘭大的候選人，還是之后默默無聞、不計回報的鄉村支教老師；無論是發Science上“頭條”的美女學霸，還是兩耳不聞窗外事、一心只愛科學研究的“科研工作者”，都是馬天瓊精彩的人生。“不畏浮云遮望眼”，沒有什么能夠阻止她繼續乘風破浪，實現她關于晶體最美麗的夢想！

人物簡介：

馬天瓊，女，回族，中共黨員，甘肅省臨夏人。蘭州大學化學化工學院2018屆博士畢業生。以第一作者或通訊作者曾在Science、 J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem.、Nat. Commun.等期刊發表學術論文。在國際上首次合成出共價有機框架材料的單晶并解析了其單晶結構。2010年畢業于蘭州大學物理科學與技術學院，獲理學學士學位。同年參加共青團中央第十二屆研究生支教團，赴貧困山區支教一年。2011年加入蘭州大學化學化工學院王為教授課題組，2017年在北京大學孫俊良研究員課題組聯合培養一年，2018年在蘭州大學獲理學博士學位。2018-2019年在北京大學開展“博雅”博士后研究，2019年至今在加州大學伯克利分校從事博士后研究，合作導師為“網絡化學”創始人Omar Yaghi教授。

參考資料

[1] 蘭州大學，Science女神是怎么煉成的？——記博士校友馬天瓊的科研學習經歷