近日,2025年两院院士增选结果公布,北京大学化学与分子工程学院教授马丁的名字赫然在列。

对很多非专业人士来说,马丁这个名字与很多“明星科学家”比起来或许稍显陌生;但在化学圈,他早已是公认的破解难题的领军人——这位在催化领域耕耘多年的科学家,刚创造了连续两天“背靠背”在《自然》和《科学》上发表论文的学术佳话。年内至今已发4篇NS(《自然》或《科学》)正刊,破解困扰化工界百年的“铁基费托合成”难题,实现近乎零碳的绿色制氢技术……这些佳绩,实打实地彰显着马丁及其团队的实力。

前几日,北京大学官网贴出了一篇关于马丁的多面报道,“鲜活有趣”“有血有肉”成了他的新代名词。这位高产科学家的实验室里,既有精密的反应装置,也有骑行装备和自制茶叶——在他的世界里,严肃的科学与多彩的生活从不矛盾,它们相互催化,共同构成了当代科学家独特的人生图景。

马丁作报告(图片来源:北京大学官网)

当化学遇上“魔法”

北京海淀西山,一条蜿蜒山路通向温泉镇。每逢天气晴好,常能看到一支骑行队伍穿行其间。

骑行是马丁课题组的共同爱好。

“打个比方,一开始,我们要骑行翻过西山才能到温泉镇,这很艰辛。但有了催化剂后,我们就不必翻山越岭,省下体力能耗。”对自己的研究对象,马丁拿骑行来做比喻。“寓研于乐”渗透到了骨子里。

多相催化反应被誉为现代化学工业的“魔法引擎”——它让化学反应在催化剂表面高效发生,是合成材料、生产燃料、净化环境的核心技术。传统催化研究常被比作“黑箱探秘”:科学家尝试千百种配方,偶尔获得突破,却难以洞悉内在机理。而马丁团队不仅要知道催化剂如何工作,更要理解每一个原子在反应中的角色,从而像精密工程师那样设计出“六边形”催化剂。事实上,这是全球能源转型面临的迫切课题。

马丁最早关注相关研究是在2014年,他觉得这是个“很好玩,也很有未来”的科学问题。直到2017年,团队创新性地开发出铂-碳化钼双功能催化剂,成功在低温下实现从甲醇和一氧化碳出发的高效制氢,该成果入选当年“中国科学十大进展”。2021年后,团队再次取得关键进展,创制了全球首例兼具超高活性与超长稳定性的水气变换制氢催化剂,于2023年荣获国家自然科学奖二等奖。

真正的爆发出现在今年。2月13日、14日,团队两篇文章连日登上《自然》与《科学》,虽同属制氢领域,技术路径却截然不同且形成互补。前者解决了催化剂的“易疲劳”难题,“就像给最锋利的刀穿上隐形铠甲,既保持锋利又永不生锈”。后者则实现了近乎零碳的制氢过程,在温和条件下高效产出氢气。“就像烧水只产生蒸汽,不冒黑烟”。两项互补的技术路径为绿色氢能的大规模应用奠定了坚实基础。

今年10月末,团队在费托合成上又获突破性进展。费托合成是煤炭转化为液体燃料的百年技术,但因高达30%的二氧化碳排放而备受诟病。马丁团队与合作者发现在反应气体中加入百万分之一浓度的卤素化合物,能像拨动“电子开关”一样精准调控催化剂表面状态,成功将二氧化碳副产物大幅降低。《科学》杂志新闻栏目专题报道了这项研究,工业界评价其为“对化工领域直接见效”的突破性进展。

事实上,马丁团队的视野不止于能源领域。今年6月,团队在《自然》发文,展示如何将8种常见塑料混合物转化为有用原料。“这就像把剩菜变成精致菜肴。”这项技术为解决白色污染提供了全新思路。

实验室外的多面人生

在人们的想象中,一位刚当选院士、连发顶刊的科学家,生活或许被实验室和数据填满。但马丁的世界远比这辽阔。

翻开课题组主页,每半年一张的“全家福”记录着团队独特的文化。春有海棠秋有银杏的背景前,师生笑容灿烂,马丁习惯站在人群边缘,与学生一同爽朗大笑。“边缘站位”是他为人处世的哲学——专注科学本身,而非光环位置。

打开马丁的朋友圈,最常见的是九宫格图。未名湖的四季在他的镜头下别具韵味,配文“走一圈”。在欧洲城市公园跑步,在西藏高原挑战10公里……“走一圈”变成了“跑一圈”,那一张张迎着朝阳奔跑的照片充满生命张力。

2019年,马丁和学生一同游四姑娘山,图为马丁拍摄(图片来源:北京大学官网)

马丁的办公室外与众不同——挂着一幅骑行主题海报:“Let's run away(让我们奔跑)”。那既是向着远方的邀约,也是他内心状态的真实注脚——鼓动一种不囿于实验室四壁的探索欲。他的学生说:“马老师约你谈事情,很可能变成一场西山骑行。”骑行对他不仅是锻炼,更是思维映射:“像做科研一样,骑行时有人快有人慢,重要的是相互鼓励,最后都能到达。”

马丁的兴趣版图不止于此:酷爱摄影,课题组视觉设计常得益于他的审美;2022年在大理,带学生向茶农学习制茶,亲手烘焙的茶叶至今珍藏;广泛阅读,从人物传记到《太平广记》;作为故宫文保实验室委员,他将化学知识应用于文物保护……

“不可能一天到晚都在做化学,了解其他东西有助于理解这个世界。”马丁认为多元兴趣与科研相辅相成。在课题组,实验室时间灵活,信任取代管控,这种张弛有度反而催化出更高效率。组会上,当他捕捉到值得深入的点时,会兴奋地站起来与学生深入探讨。“培养学生最重要的,一是思维方式,二是找到重大问题并解决的能力。”在“今日化学”讲座上,他从雷雨天气讲起,将催化科学变得生动有趣,“虽然只是一节课,但我每次都仔细准备,更新前沿问题,早些激发年轻人对科学的兴趣”。

从实验室里的深度讨论,到西山上的骑行畅谈;从国际顶刊的学术突破,到故宫文保的科学贡献……马丁这位新晋院士用他的实践证明了:卓越的科学家不必是苦行僧,多彩的人生与严肃的科学可以相得益彰。

来源: 我是科学人