青年科學家張健：探尋無機化學風景力解能源環境難題

　　對40歲的中國科學院福建物質結構研究所研究員張健而言，化學是門奇妙的學科，而他用它來探索能源環境難題。

　　張健1978年出生于中國湖南省，高中時便參加化學奧林匹克競賽，并曾因為拿到該省一等獎而被保送到知名學府廈門大學。

　　作為一名酷愛者，在張健的眼里，化學一直是門奇妙的學科，“兩種化合物通過化學反應，得到一種新的化合物，帶來新性能，開始新應用，化學這門學科雖基礎，但很奇妙。”

　　2001年，張健在廈門大學化學系讀完4年書后，進入中國科學院福建物質結構研究所攻讀碩士、博士研究生，此時，他對化學又有了一層認識，重點不在“新”，而在“深”。

　　在研究生階段，他從事無機晶體結構，“通過X射線，能很深入地明白和理解一個化合物如何通過原子或者分子來連接、堆積形成，還可以知道一個物質的結構和它的性能有什么樣的關系，那時感覺‘物質的世界’非常精彩。”

　　2009年，在赴國外做了3年博士后之后，張健回到中國科學院福建物質結構研究所，獨立帶了一個60多人的大課題組，延續了對化學的“挖掘”：創造新物質，解決能源與環境難題。

　　張健介紹，他主要做兩個方向的研究：從2009年開始的類沸石分子篩化合物，以及從2015年開始的氧化鈦研究。

　　選擇這兩個方向，張健說，一方面是基于自己原來結構化學的研究背景；另一方面，則是面向國家需求，因為能源存儲利用對國家發展非常重要。

　　關于類沸石分子篩化合物的應用，他舉例說，有些出租車使用天然氣，車上的儲氣罐一般存儲80升左右的天然氣，跑200公里左右；如果能將類沸石分子篩化合物放到氣罐里，由于它能增加氣體分子吸附、存儲能力，同樣大的儲氣罐就可以存儲原來3倍的天然氣，這樣出租車跑個600公里才需加注天然氣，這將有力促進清潔能源的使用。

　　所謂的類沸石，是模擬自然界中已知的礦石——沸石，它在工業上有廣泛應用，可用于氣體吸附、分離、催化等等。

　　張健解釋，自然界中的沸石有一定的局限性，比如孔徑和比表面積比較小，而課題組在開發孔徑更大、比表面積更大的類沸石材料，“如果做出來，比起現有沸石，新的材料能裝更大尺寸的分子，就可以在有機催化領域發揮更大的功能，比如，用于儲存甲烷氣體，還有一些尺寸比較大的乙烯、乙炔、丙烯、丙炔等等。”

　　他介紹，目前課題組已開發了一系列類沸石分子篩化合物，但到具體轉化應用還有一定距離。比如，課題組于2012年創制出了具有2.6納米孔徑的分子篩型材料，是當時世界上具有最大孔徑的類沸石分子篩化合物，為一些大尺寸分子的分離應用奠定了基礎。

　　他研究的第二類則是氧化鈦材料，具體是從結構的角度，去分析和改造氧化鈦的光催化性能。張健介紹，課題組創制了一系列具有半導體性能的氧化鈦材料，這類新物質具有優異的光催化性能，能與其它一些新材料一起，高效利用可見光去分解水產生氫，為解決能源與環境問題提供良好的材料基礎。

　　關于這兩塊研究，他介紹，類沸石分子篩化合物方面處于國際并跑階段，而氧化鈦研究方面處于國際領先水平。

　　生于1978年，張健說，自己這代人還是很幸運的一代，所處的教育環境、科研平臺等都有很大提高，“特別是近10年來，中國變化非常大，國家在科研領域投入很大，對科學家十分重視，尤其重視年輕科學家，從人才政策、經費資助等多方面幫助這一代人科研人才盡快成長。”

　　四十不惑，張健說，自己沒有特別遠大的目標，只想踏踏實實走好每一步，最大的一個規劃就是把科研隊伍帶好，把所致力的兩個方向研究都做到國際領先。