弘扬科学家精神 勇战“圣杯”——大连理工大学化学学院金云鹤

有一种精神叫科学家精神。他弘扬科学家精神，敢为人先，勇闯被化学界公认的挑战性难题，并取得创新突破。该难题曾被誉为化学八大“圣杯”之一。

创新科技，彰显时代魅力。创新突破之余，他保持科研持续性，不断向科学技术广度和深度进军，连环取得科研战果。在创新中彰显了科学家精神。

他就是大连理工大学化学学院副教授、博士生导师，化学学院院长助理金云鹤。

勇攀高峰 敢为人先

在金云鹤的人生字典里写满了“勇敢”、“争先”，更是对化学充斥着一腔热忱。就是这样一种斗志，他在2009年获得全国高中学生化学奥林匹克竞赛冬令营银牌，并最终以辽宁省高考总分第二名考入清华大学化学系化学生物学基础科学班。凭着扎实勤奋，本科毕业后被保送清华大学化学系攻读并获得理学博士学位。勤奋认真的人，成绩总不会差。一向严格要求自我的金云鹤获得了骄人的奖项：教育部国家奖学金、清华大学优秀博士毕业生、清华大学优秀博士毕业论文、清华大学“启航奖”等多项奖励奖项。

此后，金云鹤与化学的缘分越走越深。现如今，就职于大连理工大学化学学院张大煜分子研究中心。研究领域锁定为金属-有机超分子材料在能源转化及光电有机催化，以及绿色有机合成反应的开发，主要聚焦于光诱导碳氢键官能化过程。

实现科学研究的突破，总有一个人去勇闯科技“无人区”。而金云鹤就是敢闯敢为的人，他在挑战化学“圣杯”之一的碳氢键活化这一难题中担重任、当主角，最终取得了多个“第一”。

在“双碳战略”的大背景下，人们将目光聚焦于二氧化碳。殊不知，除了二氧化碳，还有一类气体同样重要，那就是甲烷。作为温室气体的甲烷，其温室效应制造能力是同等体积二氧化碳的28倍之多，而其在开采、贮存、运输过程中造成的强力温室气体大量散逸已经使全球平均温度上升了1.5-2摄氏度。面对气态甲烷，最有效的办法就是将甲烷等低碳烷烃直接催化转化为液态或固态高附加值精细化学品。想法很好，困难却不小。因烷烃中的碳氢键键能高、氧化电位高、极性小，为催化转化反应带来巨大“瓶颈”。这一难题，曾被誉为化学八大“圣杯”之一，至今一直是化学家公认的挑战性课题。

“善学者尽其理，善行者究其难。”金云鹤面向国之大局，立足科研难点，带领团队围绕均/多相催化光诱导轻质烷烃碳氢活化制备精细化学品过程进行科研攻关，他们应用前沿科学技术，摒弃传统的异裂活化模式，通过应用光生开壳层中间体原子转移策略，成功开发出一系列条件温和、绿色环保、操作简便、催化效率高、选择性强、成本低廉的光诱导低碳烷烃向高附加值精细化学品的直接转化体系。

系统观念 持续向新

任何有价值的科研成果都不可能一蹴而就。金云鹤战胜“圣杯”取得创新突破亦是如此。难能可贵的是，金云鹤在创新科研过程中并不是为了科研而科研，他始终以系统的观点看待科研过程。坚持问题导向，持续向新，最终实现一步一景，让创新之花盛放整个科研之旅。

为了实现转化体系的突破，金云鹤和团队首先自主开发了一种绿色环保的6-烷基菲啶衍生物催化合成方法，实现了在常温常压下将包括丁烷、异丁烷等气态烷烃在内的简单烷烃碳氢键一步实现高附加值转化。该方法一经发表，引起业界高度关注，迅速被收录为年度热点文章，并被国内专业权威期刊进行专题亮点述评。

首战告捷，更加激发了金云鹤和团队的创新斗志。他们继而应用类似的光诱导无金属催化碳氢活化策略，又成功实现了包括维生素K3和指甲花醌等天然产物在内的醌类化合物直接苄基化过程，为多种醌类天然产物的催化合成及后修饰提供了有效手段，并响应国家号召，积极“把论文写在祖国大地上”。

科技创新是“牛鼻子”。而金云鹤完全是牵着“牛鼻子”走。在原有创新的基础上，他和团队又着眼于低碳烷烃的碳氢活化反应，自主研发了一种绿色高效的光诱导铁催化体系，实现了甲烷等低碳烷烃的多种高附加值官能化过程，并对该催化体系下烷烃底物的区域选择性进行了深入探究。此刻，在创新的同时，金云鹤还时刻想着成果转化，因为他深知只有成果服务于社会，才能推动新质生产力的发展。他带领团队积极与大连当地科技创新企业展开全面技术合作，并取得多项技术突破，为后续成果产业化奠定了扎实基础。

乘胜追击勇者胜。随着科研的不断深入，金云鹤和团队又贡献了多个首创成果。为了进一步拓展体系的应用范围，金云鹤团队首次将新颖的铁配合物光催化体系与传统铁氧化还原催化体系实现交叉融合，成功发展了一种便捷的双功能铁催化光氧化还原催化体系用于高顺式选择性烯烃的构建，应用单一催化循环同时实现了烷烃碳氢键的活化以及烯烃的立体构型调控。他们还首次实现体系与铁的Lewis酸催化能力相结合，设计并提出了基于光诱导醇邻位碳氢活化和Pinner型分子内环化过程的新型绿色高效的多取代2,3-二氢呋喃和γ-丁内酯骨架构筑策略。

注重融合 追求创新

注重实践，关注学科交叉，追求科技前沿。这一点在金云鹤创新科研中随时都能感受到。基于这种科研精神，促使了他和团队一直努力奔跑在再聚焦、再挖潜、再提速、再攀高的路上。

在进一步拓展碳氢活化反应类型的道路上，金云鹤创新发现：通过引入更多催化位点以活化更多类型官能化底物来实现的光催化双自由基偶联是重要的功能构筑策略。正当他们准备围绕双自由基偶联进行科研时，自由基活性高、寿命短、自淬灭显著，使双自由基偶联二级反应效率受限。这些成为了科研路上的“拦路虎”。

攻其一点，终有突破。最终，金云鹤找到了破解的路径：使用具有高度有序限域孔道的金属有机框架(MOFs)作为非均相催化剂来实现温和条件下双自由基的高效偶联过程是极具前景的研究策略。这一次，金云鹤和团队将科研目标锁定在了新型MOFs多孔材料光催化剂的开发上，以实现基于碳氢活化的双自由基偶联官能化过程。

关注融合创新，定会大放光彩。金云鹤和团队聚焦科学前沿，通过大量文献调研，成功建立了金属有机超分子体系限域空间电子转移模型，应用该模型，基于光/过渡金属双催化策略，设计合成了作为光致高氧化性有机光催化剂三芳基吡喃盐模拟物的三芳基吡啶盐桥联配体，与过渡金属氧活性单元联合构筑新颖的MOFs光/过渡金属双催化平台，利用光敏性桥联配体与过渡金属配合物间的电荷迁移过程，原位实现催化活性中心的再生，同时利用MOFs限域空间动力学限域效应有效促进双自由基活性中间体偶联过程的高效进行，成功实现了在温和条件下胺邻位碳氢多氟芳基化/单氟烯基化、苄胺氧化偶联、苄醇及吲哚啉氧化脱氢等多种碳氢活化过程，取得了优异的催化效率。

甘为人梯 奖掖后学

技术创新不是无源之水，关键在人。在学院党政班子的引领下，身为辽宁省“双创”党建工作样板支部化学学院张大煜分子研究中心研究生导师第三纵向党支部支部书记，金云鹤坚持深化“一融双高”建设，立足“立德树人”根本任务，甘做提携后学的铺路石和领路人。他创新教学方法，强化课程思政建设，为国家培育栋梁之材。

除了科研，教书育人同样是金云鹤的本职工作。他连续五年担任本硕打通课程《量子化学》《光催化化学》等课程主讲教师。创新教学，应时代所需。他将新时代的前沿技术，引入教学，为教学服务。他借助线上授课平台着力开展线上线下混合授课，引起学生广泛好评。曾独立录制并制作课程视频58节辅助教学，为学生带来随时可听，随处可学的线上教程，至今，课程视频在大连理工大学金课建设平台累计播放时长超100000分钟，线上批改作业超2200份，教学方式及教学效果受到学生的一致认可。金云鹤荣获大连理工大学“在线教学优秀案例”、教学质量优良奖等荣誉。

创新无处不在。金云鹤创新组建“光诱导碳氢活化”研究组，营造浓厚的科研氛围，让学生得到学识和学术双向进步。如今，金云鹤独立指导博士生7人(1人已毕业)，硕士生12人(4人已毕业)，本校保研同学11人，另有多年级本科生15人，指导学生多次获得国家奖学金、优秀研究生、优秀毕业生等荣誉奖励。

大学生创新创业训练计划项目是金云鹤指导培养大学生快速成长的摇篮。近五年来，金云鹤累计指导大学生创新创业训练计划项目国家级一项、省级两项、校级十余项，本科毕设、小学期科研训练等科研培养计划六十余人次。依托本课题组已累计获批中央高校基本科研业务费优秀本科生基础研究项目6项。指导的本科生依托省级大学生创新创业训练计划项目，以第一作者身份在中科院一区、自然指数期刊Organic Letters上发表研究论文一篇，这也是化学学院成立以来首篇以第一作者发表的自然指数期刊论文。

繁霜尽是心头血，洒向千峰秋叶丹。驰骋在新时代的新征程上，金云鹤将大力弘扬科学家精神，奋力谱写科学家的创新故事，让科学家精神闪耀时代的光芒。(文/李杰)