他在元素周期表上为硫代言

　　他在元素周期表上为硫代言

　　经多年研究独创“3S绿色硫化学” 主要空气污染物二氧化硫或变废为宝

　　“氢氦锂铍硼，碳氮氧氟氖……”看到这些，你有想起那张化学元素周期表吗？不过，无论你记得多少，一定还记得其中的硫元素，因为它的气味实在让人“过鼻难忘”。

　　华东师范大学有那么一位教授，他誓要通过自己的研究为“硫”除臭，让它从“灰姑娘”变成“白雪公主”，他提出绿色硫化学理论已经在国际上引起反响。最近，他本人被世界上最权威的化学组织——国际纯粹与应用化学联合会(简称“IUPAC”)选为化学元素周期表上“硫”的代言人。

　　他就是华东师范大学化学系教授姜雪峰，一位在高考志愿表上霸气注明“学校可以服从调剂而专业不服从调剂”的化学痴男。

　　文、图/广州日报全媒体记者周裕妩 实习生邵文清

　　姜雪峰1980年出生于兰州，家里两代人都从事与化工相关的工作，这样的家庭环境让他从小对化学有一种特殊的感情。“化学反应会发生颜色和形态变化，这让我觉得很神奇，也很喜欢”，这大概就是姜雪峰对于化学的“初体验”。

　　“专业不服从调剂”

　　在初中阶段开始学习化学后，姜雪峰对化学的喜爱便一发不可收拾，虽然数理化都经常拿满分，不过在填报高考志愿时，姜雪峰毫不犹豫地选择了化学专业，并且注明“学校可以服从调剂而专业不服从调剂”。“我就是想学化学，我的第一志愿就是化学。”姜雪峰说，家人对于他的选择非常支持。

　　就这样，姜雪峰进入西北大学化学系，正式开启了对化学的“科研之路”。在本科4年学习中，姜雪峰对有机化学产生了浓厚的兴趣，“有机物就是和生命体有关系的，我很想知道为什么有生命现象，为什么会有病痛，我想了解它的规律，这样才不会惧怕未知，这也培养了我分析化学反应过程背后机理的习惯。”姜雪峰如是说。

　　本科毕业后，他以全年级第一的总成绩保送进入中科院上海有机化学研究所，开始了为期5年的硕博连读。在上海有机所，他对化学的认识也更加深入，“我选择了麻生明老师课题组的金属有机方向。”

　　对化学的新理解

　　2008年博士毕业后，姜雪峰选择到美国圣地亚哥的斯克利普斯(Scripps)研究所做博士后研究，作为美国顶尖的生命科学研究机构，斯克利普斯研究所里有多位诺贝尔奖得主。姜雪峰可以与世界顶级学者经常见面，当面探讨问题。姜雪峰选择了天然产物全合成领域，“我在上海有机所学到的各种知识在这里都得到了充分的运用，就像原来是一个一个孤立的零件，在这里需要学习整合组装成一个机器人。”

　　在“十九元环内酯天然产物合成”研究项目中，他的导师、被称为“天然产物合成之王”的尼科拉乌教授(K. C. Nicolaou)将研究任务分成了4份，由来自英国剑桥大学、法国巴黎大学、美国佛罗里达大学的学者和姜雪峰4人分头进行，姜雪峰通过自己的努力逐渐成为整个研究的带头人，并最终攻下了全部的关键实验。2011年，研究成果发表在了《德国应用化学》(ANGEW)上，姜雪峰是该文的第一作者，《自然化学生物》杂志高度评价了项目的意义。

　　美国的求学经历让姜雪峰对化学产生了新的理解，“在美国，学者会强调化学和生物学打通，和材料学打通，和物理学也要打通。随着人类需求的丰富，学科的界限应该越来越模糊，前沿科学家应该有广博的知识。即使我研究硫化学，也要熟知其他学科的需求，从而带来新的解决思路。”

　　为“硫”除臭

　　在美国的博士后研究工作结束后，姜雪峰毫不犹豫地选择了回国工作，“我在出国之前就想得很明白，我是一定要回来的，民族和亲情都让我无法割舍。”

　　姜雪峰说：“刚从美国回来时，确实有点眼花缭乱，有的领域很好发文章，但我还是想选择一个可以研究20年、30年，甚至一辈子的领域，刚开始我也尝试过其他的研究方向，后来才逐渐地明晰了硫这个研究方向，是因为我觉得它的研究迫切性更强烈。”

　　已经被学界深入研究的“硫”还有迫切需要解决的问题？姜雪峰说：“是的！”在他心里，对硫进行深入研究的种子早在硕博学习期间就已经埋下了。他回忆说，那是因为“硫”的气味实在太难忘，如果做了硫的实验，硫的气味甚至会在衣物上存留一两周之久，导致同学们都躲着他走，所以印象极为深刻。

　　此外，在化学研究领域，硫也是非常棘手的东西，“它会毒化金属，影响金属催化的效率，甚至导致不反应、不发生转化，这些原因导致在学界中硫化学一直处在比较尴尬的境地，属于缓慢发展的小众研究领域。”姜雪峰认为，这种尴尬只是表面上的，实际上硫是一种非常有用的元素，它不仅是人体中不可缺少的常量化学元素之一，也是构成氨基酸的重要组成部分；同时，它广泛存在于有机光电材料中，比如现在比较常见的LED灯；而在药品中，比如青霉素、头孢等消炎药中都含有硫；含硫的食物也非常多，比如气味不好闻的大蒜和洋葱，大蒜素的活性成分就是硫，也正是因为硫，大蒜素的抗氧化能力特别强。

　　“很反感但又绕不开，这不就是我们应该做的事情吗？做科研本身就应该迎难而上，我们的研究就是希望建立方法来为‘硫’除臭，让它从灰姑娘变为白雪公主。”姜雪峰说，“这是将‘硫’确立为自己科研方向的最初的想法。”

　　“3S绿色硫化学”

　　2015年前后，对“硫”的研究开展了三年多，姜雪峰发现，自己的研究豁然开朗起来，“就像在一座废气的老矿里发现了新的洞天，突破最初的障碍之后，硫化学的多元性在不断地被挖掘。”

　　目前，姜雪峰课题组运用“从无机硫向有机硫”转化的理念，构建起了“3S绿色硫化学”的全新硫化学体系，在他看来，取得硫化学研究的突破是一种幸运，也是姜雪峰的勤奋所至，在面对挫折、面对看起来没有太大希望的未来时，他还能坚守下来，而这确实是值得他花一辈子去研究的领域。

　　近年，姜雪峰发表独立通讯论文60多篇(影响因子大于10的有10 篇)，外文邀请专著6章，申请发明专利43项(其中国际专利有2项)，已授权21项，并数次受邀出席各种国际会议。正是这些年在硫化学上的坚持和突破，让国际化学界注意到了姜雪峰，从而让他来代言硫元素。回首往事，姜雪峰感慨道：“每一次人生面对选择时我都会有不一样的感受，但心里种下的对化学的好奇和热爱却从来没有改变过。”

　　未来化学体系

　　将更为精细和绿色

　　广州日报：什么是“3S绿色硫化学”？现在的研究进展如何？

　　姜雪峰：“3S绿色硫化学”是对传统硫化学的一种反转，是全新建立的硫化学，是从源头开始提出一个全新标准的硫化学，3S指无臭(smellless)、稳定(stable)和可持续发展(sustainable)，它代表着硫化学未来的方向。一个传统的观念要扭转还需要时间，传统的观念对这一块还是有误解和不认知，从实验室到工厂也还有过程，科研不是一蹴而就的，认知是螺旋式的，每一次感觉像是倒回到了原点，实际都是在不同的研究高度上重新优化、改造建立的模型。“3S绿色硫化学”要真正获得国家和世界更广泛的关注，就要解决未来在工业和产业上运用的问题，目前我们有不同的研究小组在跟进医药产业、农药产业、有机材料和香精香料产业等，我也有一半的时间都花在和产业的沟通上，但产业的改进是有周期的，有的还需要等待，还需要进一步挖掘硫化学的本质。

　　广州日报：大众其实有点谈化学色变，很多时候化学和污染相伴相生，在你眼中，未来的化学是怎样的？

　　姜雪峰：谈化学色变，其中有大众对化学的误解，其实现代生活的衣食住行有很多都建立在化学的基础上，比如住的房子的涂层、各种各样的药品等等都离不开化学，在人类的发展中，化学也是一直扮演着非常重要的作用，为什么大众会对化学有误解？新一代的科学家也要反思，化学在带来科技进步、给大众的生活带来便利和美好的时候，确实存在废水、废气等污染的问题，一些化学反应确实是有污染的。原来建立的科学体系可能需要重新审视，需要重新建立一套新的标准体系，尤其是化学体系，新的体系将更为精细和绿色，新旧体系的转换是一个循序渐进的过程，也希望能有更多的人可以认识到这一点。

　　广州日报：关于硫，有什么可以让大众有直观感受的前沿的科学探究吗？

　　姜雪峰：比如说，空气的四大污染物之一就是二氧化硫，然而二氧化硫在有机功能分子里是非常重要的，比如药物中砜的结构，看起来好像是通过二氧化硫嵌入，如果我们能把空气中的二氧化硫转换成药物中的重要的功能分子，那就可以变废为宝了。

　　小知识

　　2019年是国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)成立一百周年，同时，化学元素周期表也将迎来它的150周岁生日，为了给它“庆生”，联合国还宣布2019年为“国际化学元素周期表年”(International Year of the Periodic Table of Chemical Elements，简称IYPT)。

　　为了庆祝2019年这两场国际化学界的盛事，IUPAC与International Younger Chemists Network (IYCN)决定以“青年化学家元素周期表”的形式，向世界介绍118位优秀青年化学家，并最终形成一张“青年化学家元素周期表”。入选的青年科学家将覆盖与化学相关的多种工作岗位(科研、教育、科普等)和创新领域，代表化学学科在下一个百年的发展方向，体现IUPAC的使命与核心价值观。