何林：扎根碳一催化，追逐绿色合成之梦

绿色化学，是新时代化工产业转型升级的核心方向，更是守护生态环境、突破工业技术瓶颈的关键赛道。长期以来，剧毒原料依赖、高污染副产物产出、高风险生产工艺，制约着精细化工、医药材料等领域高质量发展，绿色催化合成技术的突破，成为破解这些行业痛点的核心关键。中国科学院兰州化学物理研究所研究员何林，在无数次试错迭代中探寻绿色合成的最优解法。她秉持长期主义坚守科研本心，依托跨界协作攻克技术难关，以扎实的科研成果诠释着新时代科研工作者的责任与担当。

何林在实验室指导学生。受访者供图

立足产业见闻，锚定碳一催化研究方向

本科毕业时，成绩优异的何林手握保研资格，却做出了一个不同寻常的选择：放弃保研，投身产业一线。“我很想走进企业看一看，真实的化学产品究竟是怎样被制造出来的。”她说。

在四川绵阳企业工作的两年，何林完整见识了化学技术落地转化为产品的全链条，也认清了自己内心的追求：她希望亲身开展科研，实现技术发明。工作期满后，何林重返校园，考入复旦大学攻读硕博学位。

复旦五年半的求学时光，塑造了她严谨的科研思维。在读期间，她指导多名本科生参与科研实践，不少学生以第一作者发表学术论文，这段经历也让她意识到自己在人才培养方面的潜力。博士阶段，何林将研究目光投向碳一化学，重点关注非光气合成难题。光气是工业合成含氮羰基化合物的传统原料，毒性极强，开发替代光气的绿色工艺，是行业亟待解决的目标。她围绕一氧化碳参与的反应开展研究，希望绕开光气，实现一氧化碳直接插入底物完成合成。尽管当时实验屡屡碰壁，但非光气合成的研究想法深深扎根在她心中。

为继续深耕该方向，何林瞄准国际羰基化领域领军人物Matthias Beller 教授。尚未博士毕业，她便立志前往其课题组从事博士后研究。一次 Beller 教授来华作报告结束后，何林辗转获取信息，在酒店外等候争取到面对面交流的机会。短短半小时，她完整阐述自己的研究构想与非光气合成攻关目标，最终成功拿到对方课题组的博士后岗位。

海外博士后工作结束后，何林选择入职中国科学院兰州化学物理研究所羰基合成国家重点实验室（现低碳催化与二氧化碳利用全国重点实验室），这里的科研平台，与她长久以来的研究理想高度契合。

五年磨一剑，跨团队协作啃下绿色合成“硬骨头”

非对称脲是医药、农药、功能材料领域的重要中间体，传统工业生产工艺高度依赖剧毒光气，不仅操作风险大，还会生成大量腐蚀性盐酸副产物，开发无光源气合成路线，是绿色化学领域公认的难题。

“博士时期埋下非光气合成的种子，博后阶段完成技术积累，回国之后，我们正式向这个难题发起冲击。”何林说道。但科研攻关之路布满阻碍。采用氧化羰化直接合成非对称脲，最大瓶颈在于两种不同胺底物难以被有效区分，反应极易生成大量对称副产物，很难得到高纯度目标产物。同时一氧化碳与氧气混合存在爆炸隐患，不少科研团队对此望而却步。

课题从启动到成果投稿，前后历时整整五年。团队尝试过多种研究思路与反应路径，大量设想被实验证伪，研究不断推翻、迭代、重来。项目推进两年多，与武汉大学雷爱文教授团队的学术交流，成为课题的重要转折点。雷爱文团队深耕自由基化学，在铜与胺相互作用方向积累深厚。

何林团队则掌握钴与胺插羰的单晶实验证据。两组科研人员整合各自的研究积累，碰撞出“同步胺识别”的创新思路：利用不同金属催化中心分别识别两种胺，在同一反应体系内实现两种胺定向反应，一步合成非对称脲。

新思路提出后，团队迅速开展实验验证，初步结果证实构想具备可行性，但距离完整扎实的科学结论仍有很大差距。“科研不是灵光一闪就大功告成，想法出来之后，需要海量实验去验证、夯实。”何林表示。

2023年，团队向《科学》期刊发出预投稿咨询，不到两小时便收到副主编的积极回复，鼓励正式投稿。受到鼓舞的团队连夜修改稿件完成投递，首轮评审结果却是一接收、一拒稿，最终编辑予以拒稿。细读拒稿意见，审稿人并未否定该工作的创新性，只是要求补充更多广谱实验，进一步验证反应机理与方法普适性。

此后九个月，团队开启高强度补充验证工作。彼时何林正处于怀孕期间，科研攻坚、身体状况、家庭事务多重压力叠加，但项目关键节点不能中断。团队持续开展实验，整理上千次实验形成的完整证据链，制作详尽材料逐条回应审稿人的质疑。编辑看完答复，评价回复“全面详尽”，安排新一轮评审。

2024年10月11日，论文正式接收，而何林的预产期就在10月19日。“现在回想，时间点很奇妙，漫长的攻坚尘埃落定，刚好迎接孩子到来，就好像宝宝也在为这项工作加油。”何林笑着说。她反复强调，这项成果并非单一课题组的胜利，是两个研究团队把多年积累融合在一起，才构建出完整的科学图景，每一部分都不可或缺。

何林认为，原创性研究往往面临成果周期长、试错成本高的困境，交叉合作是破解困境的重要途径。不同科研工作者交流碰撞，跳出固有思维，既能降低试错成本，也能让高难度课题有更多人并肩坚持。

坚持长期主义，让科研对接国家产业实际需求

回顾科研历程，何林总结出三个关键词：长期主义、应用导向、协同共进。

“长期主义不等于熬年头。”在她看来，长期主义的核心，是选准有价值的研究课题，愿意为其投入十年甚至更长时间，坦然接受漫长试错周期，包容过程中的接连失败。做科研切忌盲目追逐各类热点，要学会有所为有所不为，结合平台优势与自身积累找准自身定位。

兰州化物所拥有低碳催化与二氧化碳利用、润滑材料两个全国重点实验室，是她开展研究的重要支撑。“当初选择来到兰州化物所，最吸引我的就是这个高度匹配的国家级科研平台。”何林提出，青年科研人员要善于用好平台资源，将自身研究方向和平台特色、国家现实需求相结合，更容易找到科研突破口。

目前，何林的团队已经和中海油、贵研铂业等国内企业开展合作。但她也清醒认识到，团队多数研究仍处于实验室阶段，距离大规模工业化应用还有不小差距。“我们现阶段的应用研究还比较粗浅，课题组组建时间不长，首要任务是夯实基础，但我们始终心系产业需求，希望科研成果最终能够创造社会价值，这也是科研人重要的内生动力。”

面向未来三至五年，何林团队的研究主线依旧聚焦碳一资源羰基化。一方面深耕基础研究，开发绿色羰基化新反应，把科学机理研究做深做透。另一方面稳步推进实验室成果向外转化，向着实际产业应用不断迈进。