包信和院士被誉为“在原子世界里点石成金的催化大师”,他长期深耕催化基础研究,在纳米催化、能源转化等前沿领域取得系列原创性突破,尤其围绕甲烷、合成气等小分子的高效活化与定向转化,提出并验证了多项创新理论,其研究成果不仅深化了人们对催化机理的原子尺度认识,也为煤制烯烃、低碳烷烃利用等关键工业过程提供了绿色高效的解决方案,推动我国催化科学与能源化工技术的跨越式发展。
在化学的微观宇宙里,有一种力量能让惰性分子苏醒,让廉价物质升值,让工业革命般的效率在试管中重演——这就是催化,而包信和,正是这门“点石成金”之术的当代掌门人。
1959年,包信和出生于江苏扬中,恢复高考后的第三年,他考入南京化工学院,从此与化学结下不解之缘,从硕士到博士,从留校任教到远赴德国马普研究所,他的学术轨迹始终围绕一个核心问题:如何通过催化剂,让化学反应更高效、更清洁、更智慧。
真正让包信和声名鹊起的,是他在纳米催化领域的一系列突破,他率先提出“限域催化”的概念——当催化剂被限制在纳米尺度的空间内,其电子结构会发生变化,从而展现出截然不同的催化活性,这一理论打破了传统催化认知的边界,为设计新型催化剂提供了全新的路标,2014年,他带领团队在《科学》杂志发表论文,实现了甲烷在低温条件下直接转化为乙烯和芳烃,这一“ dream reaction”被国际同行视为里程碑式的工作。
但包信和的追求远不止于实验室的惊艳数据,他说:“科学家不能只在论文里做文章,更要在国家需求中做文章。”面对中国“贫油少气”的能源困境,他将目光投向煤的洁净利用,他和团队研发的“基于纳米限域催化”的合成气直接转化新方法,绕过了传统费托合成中高耗水的瓶颈,大大降低了能耗与成本,这套具有完全自主知识产权的技术,正在从实验室走向工业示范装置,为煤炭大国实现“油化”转型提供了中国方案。
作为中科院院士、中国科学技术大学校长,包信和更是一位教育家和薪火传递者,他常对学生说:“科学研究不是背答案,而是找问题。”在他的实验室里,争论是常态,跨界是日常,他鼓励年轻人去触碰量子化学、材料工程、人工智能的交叉地带,因为“真正的催化创新,往往诞生于学科之间的夹缝”。
半个甲子,包信和的名字与一系列关键词绑定:限域、纳米、碳一化学、绿色能源,他拿过国家自然科学奖一等奖,入选过全球高被引科学家,但他最看重的头衔,或许还是那个朴素的“化学老师”,2023年,年过六旬的他依然活跃在科研一线,为氢能储运和二氧化碳转化奔走,他的目光已经投向更远的未来:用阳光和空气制造燃料,用催化剂将废弃物变成资源——一个近乎浪漫的零碳循环图景。
包信和的故事,是一位科学家如何在原子尺度上敬畏自然、改造自然的缩影,他手中的催化剂,像一把看不见的钥匙,打开了化学键中沉睡的能量,正如他本人所言:“催化剂不参与反应,却改变整个反应,科学家也一样——不追逐名利,却推动时代。”
这,就是包信和,在分子与尘埃之间,他找到了人类最宏大的诗篇。

