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在沃土中成长——记中国科学院武汉物理与数学研究所研究员邓风

发布日期:2008/12/26 14:48:49      来源:      作者:邓风
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      邓风男,汉族,1965年12月生,四川内江人。1988年获成都科技大学化学系物理化学专业学士学位;1991年、1996年分别获中国科学院武汉物理与数学研究所  硕士学位、博士学位;1997-1998年到美国Texas A&M 大学做博士后研究。1991年至今,在中国科学院武汉物理与数学研究所工作,1999年聘为研究员。现任中国科学院武汉物理与数学研究所研究员、博士生导师。
    长期从事固体核磁共振(NMR)技术及其在分子筛及催化剂的微观结构、表面吸附分子行为及催化反应的机理研究。在国内外核心刊物上发表论文80余篇。其中SCI收录50篇,SCI引用230余次。作为主要成员完成的“多孔介质的NMR及MRI研究”项目获1995年中科院自然科学三等奖,“催化剂及载体与吸附剂的核磁共振研究”项目获1997年湖北省科技进步二等奖。2000年获“全国波谱学奖”, 同年享受国务院政府特殊津贴。2004年获国家杰出青年科学基金资助。

                                   在 沃 土 中 成 长
                                   ——记中国科学院武汉物理与数学研究所研究员邓风

    邓风1988年从成都科技大学化学系毕业后,来到中科院武汉物理与数学研究所攻读硕士学位, 开始涉足固体核磁共振研究领域,如今已经扎根于这里十几个年头。
    他长期从事固体核磁共振新技术及其在多相催化和材料化学中的应用研究,十几年的科研生涯硕果累累,在包括J.Am.Chem.Soc.、J.Phys.Chem.、Chem. Comm.等国内外核心期刊上发表研究论文80余篇,部分工作被SCI他引230余篇次。他在1999年被评为“中国科学院优秀青年”,2000年获得“全国波谱学奖”并于同年享受国务院政府特殊津贴,还获2004年度国家杰出青年科学基金资助。他所完成的科研课题曾获中科院自然科学三等奖和湖北省科技进步二等奖。
                                走进固体核磁共振技术研究的沃土
    固体核磁共振技术非常适用于研究固体材料的微观结构,能够提供非常丰富细致的结构信息,成为X衍射方法的重要补充和完善,现已广泛用于研究无机材料(如分子筛催化剂、陶瓷、玻璃等)和有机材料(如高分子聚合物、膜蛋白等)的微观结构。
    中科院武汉物理与数学研究所的叶朝辉院士是我国固体核磁共振研究的开拓者。1983年他从国外学习回来,率先在国内开展了固体核磁共振的研究。当时的设备条件相当有限, 叶院士及其研究小组经过夜以继日的攻坚战,取得了一系列为国内外同行所称道的重要成果,他所领导的研究小组也被国际同行称为领先的小组之一。 叶院士的开拓性研究工作奠定了武汉物理与数学研究所的核磁共振波谱学在国际和国内的学术地位。为邓风在进入这一领域的时候提供了一片沃土。
    求学期间邓风师从叶朝辉院士和杜有如研究员,两位导师渊博的知识、严谨的治学态度以及献身科学的精神都深深感染着年轻的邓风,他秉承了老师的这些品德。现在杜有如老师早已退休,邓风自己也已经是指导10余名硕士和博士研究生的导师,他同样将老一辈科学家严谨细致、一丝不苟的作风带到对研究生的培养工作中来,每周的课题组组会,邓风的小组是坚持得最好的,组会上在与学生们讨论学术问题之余,他都会用叶朝辉院士等前辈的严谨的治学态度和只争朝夕的拼搏精神来对学生们进行言传身教,学生们提起邓老师,不约而同的一句话也是“他是个很‘舍得做’的人,八小时之外的时间基本都泡在办公室或者实验室”。
    凭着一股钻劲,邓风在博士期间就发表了二十几篇重要的学术论文,其中以第一作者发表的有十余篇。1995年他曾在国际著名学术刊物《物理化学》(美国)上发表两篇论文,而当时国内的专家学者在该刊物上一年发表的论文也不过十来篇。其中一项成果是他所提出的用31P核磁共振谱计算分子筛骨架的组成及元素排布的新方法,相关研究论文发表后, 得到了国际同行高度评价并被反复引用。
                               致力于固体核磁共振与化学的交叉
    武汉物理与数学研究所拥有国际一流的固体核磁共振实验环境,吸引了很多从事多相催化和材料化学研究等应用领域的国内外同行前来做实验和进行学术交流。在此期间,邓风逐渐意识到,技术只是一种手段,只有通过与其它学科的交叉才能产生高水平的研究成果。因此多年来,邓风带领其研究组在坚持立足开展固体核磁共振基础研究、保持其核磁共振技术领先优势的同时,也致力于通过国内和国际的合作,不断开拓固体核磁共振在多相催化和材料化学中的应用领域,将固体核磁共振的应用范围进行推广,更大范围地实现其价值。
    1997—1998年,邓风在美国Texa A&M大学化学系做博士后期间,在原位核磁共振的开拓者James Haw教授的小组开始接触原位核磁共振技术。在这期间,他与James Haw教授等人一起,用原位核磁共振技术首次捕捉到并证实甲醇制汽油反应的中间体是环戊烯正碳离子,而甲醇制烯烃的反应中间体则是甲苯,结合量化计算,深入阐明了中间体的结构及催化反应历程。原位核磁共振技术能够在原子分子水平上揭示反应物、产物的吸附状态以及反应中间体的结构,为最终阐明催化反应的机理提供实验依据,具有很重要的应用价值。邓风回国后,自行研制仪器,搭建平台,在较短的时间内就开展了催化剂的表面酸性和催化反应机理的原位核磁共振研究, 并在国际重要刊物上发表多篇高水平的研究论文。
    石油化工中广泛应用的分子筛催化剂是一种多孔材料, 其孔道结构决定它的吸附和催化性能。邓风研究员带领其研究团队用129Xe 核磁共振技术开展了分子筛催化剂孔道结构的研究, 从理论和实验两方面开展工作,提出了一种用129Xe NMR测量微孔材料孔道大小的新方法并揭示了一系列微孔和介孔分子筛材料的独特孔道结构及吸附分子行为。
    他的其它重要成果还包括证实了三氧配位铝作为L酸的存在于微孔分子筛,揭示了“不可观测铝”起源和本质等科学问题。这一系列的研究成果提高了固体核磁共振的在多相催化和材料化学中的应用水平, 成功解决了分子筛催化领域里的一些难点问题,其研究成果也得到了国外同行的反复引用和高度评价。
                                  不断探索核磁共振新方法
    问及邓风研究的科研目标,他回答得很实在:在发展固体核磁共振新方法,保持技术领先优势的同时推动与应用研究的结合和交叉,不断取得超越和突破。
    核磁共振作为一种谱学手段,是物理学提供给化学、生物、医学和材料科学等研究物质的一种从原子分子水平的结构和动力学性质到宏观行为的非常有效的工具。核磁共振在50多年的发展史中先后五次获得诺贝尔奖的事实反复说明,其实验技术上的突破或进步,会给应用领域带来巨大的推动,甚至产生新的研究领域和可观的经济效益;而核磁共振技术的应用又为核磁共振理论、方法、技术和仪器的发展提出新的研究课题。
    固体核磁共振技术对材料中近程有序非常敏感,它能提供更为丰富的分子空间结构信息。近年来随着固体核磁共振新技术的不断出现,让人们能准确测量多晶或者非晶样品中两个核之间的距离,从而在分子筛催化领域里得到了越来越广泛的应用。但是在应用的过程中也对固体核磁共振方法本身提出了更高的要求,迫切需要发展更多的固体核磁共振新方法和新技术。邓风将带领他的研究团队沿着这样的方向继续前进。
    最近两年,邓风还致力于推动核磁共振实验和理论计算的结合,搭建了专门进行理论计算的平台, 已经在固体酸催化剂的表面修饰机理以及活性中心结构的研究中取得了一系列高水平的研究成果。

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