原標(biāo)題：

用“單原子”為催化科學(xué)烙下“中國(guó)印”

大連化物所“單原子催化”成果獲國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)

張濤院士（左）、楊小峰研究員（中）、李雋院士（右）在研討中。大連化物所供圖

7月8日召開(kāi)的國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)、兩院院士大會(huì)、中國(guó)科協(xié)第十一次全國(guó)代表大會(huì)上，中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所（以下簡(jiǎn)稱“大連化物所”）研究員張濤，中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授李雋，大連化物所研究員王愛(ài)琴、研究員喬波濤、研究員楊小峰等共同完成的“單原子催化”成果，榮獲2025年度國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

催化被譽(yù)為現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的“心臟”，在能源轉(zhuǎn)化、材料合成、環(huán)境保護(hù)及生命健康等領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用。催化的本質(zhì)是反應(yīng)物在“活性位”的作用下加速轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的過(guò)程，其數(shù)量與微觀結(jié)構(gòu)直接決定了催化反應(yīng)的活性與選擇性。因此，如何在原子尺度上最大化“活性位”數(shù)量并精準(zhǔn)構(gòu)筑“活性位”，既是催化科學(xué)長(zhǎng)期追求的目標(biāo)，也是行業(yè)面臨的巨大挑戰(zhàn)。

“單原子催化”是由我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)在國(guó)際上首次提出并發(fā)展的原創(chuàng)科學(xué)概念，也是催化科學(xué)百余年發(fā)展歷程中，少數(shù)由中國(guó)科學(xué)家提出并獲得國(guó)際廣泛認(rèn)可的重要概念之一。

早在20世紀(jì)80年代，張濤就致力于高分散金屬催化的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究，力求在原子水平上準(zhǔn)確理解催化過(guò)程并實(shí)現(xiàn)理性設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)二十余年的潛心鉆研與攻關(guān)，團(tuán)隊(duì)于2009年成功制備出國(guó)際首例實(shí)用載體負(fù)載的單原子催化劑（Pt_1/FeO_x）。該成果將鉑的催化活性較傳統(tǒng)納米催化劑提高了兩倍以上，而貴金屬用量卻下降了70%到90%。

2011年，張濤團(tuán)隊(duì)與清華大學(xué)李雋教授、亞利桑那州立大學(xué)劉景月教授等合作，通過(guò)催化劑的成功制備、理論的機(jī)理研究、儀器的精準(zhǔn)表征這一系列扎實(shí)的“組合拳”，在國(guó)際上率先提出了“單原子催化”新概念�！拔覀兺ㄟ^(guò)理論研究，不僅解答了單原子催化劑為什么可以穩(wěn)定，為什么可以催化，還搞清楚了它是如何來(lái)調(diào)控化學(xué)反應(yīng)的。這改變了以往如同‘黑匣子炒菜’般對(duì)催化反應(yīng)的理解模式�！崩铍h表示。

這一原創(chuàng)概念提出后迅速引發(fā)國(guó)際學(xué)術(shù)界高度關(guān)注，成為多相催化領(lǐng)域最活躍的前沿方向之一。全球百余個(gè)國(guó)家、數(shù)千個(gè)課題組紛紛跟進(jìn)，研究范疇也從最初的熱催化迅速拓展至光催化與電催化，涵蓋環(huán)境催化、能源轉(zhuǎn)化、精細(xì)化學(xué)品合成、擬酶催化和碳資源高效利用等多個(gè)方向。這束光照亮的是一條從概念創(chuàng)立到系統(tǒng)認(rèn)知的完整路徑。與此同時(shí)，越來(lái)越多的科學(xué)家開(kāi)始加入這支追光的隊(duì)伍，一同向著放大應(yīng)用與示范的方向不斷前行。

目前，在“單原子催化”的指引下，國(guó)內(nèi)外科學(xué)家已在氯乙烯生產(chǎn)、烯烴多相氫甲�；�、制藥、精細(xì)化工等方面實(shí)現(xiàn)了工業(yè)應(yīng)用。張濤表示：“過(guò)去我們有幸站在前人肩膀上提出了新概念，未來(lái)隨著‘單原子催化’與人工智能結(jié)合，將塑造原子精準(zhǔn)催化研究新范式，使高效催化劑的理性設(shè)計(jì)成為可能，推動(dòng)全球新能源和綠色化工的發(fā)展�！保ù筮B新聞傳媒集團(tuán)/大連云記者 謝小芳）