本期人物专访，我们有幸邀请到 Separations 2024杰出青年学者奖获得者——来自中国科学院生态环境研究中心的阎莉博士。作为该奖项的首届得主，阎莉博士在访谈中分享了她的科研历程与获奖感悟。

Separations 奖项委员会及编辑部谨向阎莉博士致以诚挚祝贺，同时衷心感谢各位评审专家的辛勤付出以及全球多领域学者的积极参与。期刊今年将继续举办 Separations 青年学者奖，希望各位学者们积极参与。

受访人简介

阎莉 副研究员

中国科学院生态环境研究中心

中国科学院生态环境研究中心副研究员。于2017年获得生态环境研究中心环境科学博士学位，从事环境污染物的界面化学-分子机制-削减技术等研究。创新性提出污染物的界面吸附与转化依赖于矿物晶面，晶面依赖的化学本质是轨道能级分布；提出表面扩散控制晶面定向生长的新思路，开发高活性晶面材料实现污染物高效吸附去除。主持国家自然科学基金、国家重点研发专题等课题4项、在 Environ. Sci. Technol., Water Res., JACS Au, J. Phys. Chem. Lett. 等期刊发表论文50余篇、参编学术专著4部、获国家发明专利授权5项。

访谈内容

Q. 请问您目前的研究领域是什么？

我当前的研究专注于环境界面化学和水处理。具体来说，我利用先进的分子光谱学技术和理论计算化学方法，如基于同步辐射的X射线光谱学技术、原位傅里叶变换红外光谱 (FTIR)、拉曼光谱、密度泛函理论 (DFT) 计算和分子动力学 (MD) 模拟，来阐明控制界面化学的分子机制，为水处理靶向材料的分子设计和开发提供指导，用于重金属和有机污染物的去除和转化。

Q. 能跟大家分享下您是如何对目前的研究领域产生兴趣的？

由于日益严重的环境污染问题，水处理变得前所未有的重要。理解水处理的原理并开发相应技术是我研究兴趣的核心。这项工作具有重要意义，因为它可以减少污染暴露、减缓疾病发生。此外，清洁水源的获取对于工业和环境的可持续性至关重要。实现这些目标需要水处理原理和技术的进步，这为我当前的研究提供了巨大的机会。另一方面，我对这一领域的研究兴趣深受我博士导师的影响，他对科学研究的态度、专注和奉献精神深深启发了我投身于这一研究领域。

Q. 能分享一下您在研究过程中发现的一些特别有趣或意想不到的结果吗？

我记得在我博士期间，进行了一项实验，研究不同类型的TiO₂在去除砷方面的吸附性能。我发现其吸附能力存在显著差异，但令人惊讶的是，比表面积并没有决定吸附性能的差异。这是出乎意料的，因为我们通常认为BET表面积是决定吸附的关键因素。在深入研究后，我们发现纳米材料暴露的晶面是导致吸附行为差异的主要原因，因其不同的表面原子结构决定与污染物的化学成键。基于此，我们进一步探索了其他材料上的晶面依赖现象，阐明了界面化学分子机制，并提出动力学控制的晶体生长原理，以指导合成可控晶面的纳米粒子，用于实际应用。

Q. 您认为到目前为止您取得最大的科学成果是什么？

我认为其中一项工作是创新了纳米材料的晶面工程技术，以解决长期以来纳米材料可控合成的难题。这一创新基于分子水平上对晶面受浓度限制的动力学控制生长机制的深刻理解。在这项工作中，我们利用第一性原理理论计算结合分子动力学模拟，以锐钛矿TiO₂晶面为表面模型，多巴胺分子为封端剂，研究多巴胺在TiO₂晶面的吸附及表面扩散，发现多巴胺浓度依赖的表面扩散控制晶面动力学生长的作用机制。这一研究提出了纳米材料晶面的控制方法，通过降低表面能并选择性地保护所需的晶面，为可控晶面的设计合成提供了新思路。

在此基础上，我们进一步开发了晶面纳米材料的颗粒化和工业化生产技术。与企业合作进行颗粒TiO₂的大规模生产，并设计了中试规模的水处理工艺和装备。这项工作用于中国山西地区的地源性地下水中砷的去除，为当地居民带来了好处。

Q. 在您的研究领域中，您认为未来几年研究人员会特别感兴趣的研究课题是什么？

我认为可能有四个方面的主题值得关注：

一：分散式水处理系统。大规模水处理设施在农村或偏远地区难以实现，因此，开发成本效益高、稳健且维护成本低的分散式水处理系统，应用于社区或家庭，具有很大的潜力。

二：废水再利用和资源回收。随着水资源短缺问题日益严重，废水再利用将在水资源管理中发挥关键作用。此外，废水中的资源回收——例如提取有价值的物质如磷、氮、金属和能源 (如沼气生产)——将成为重要的研究领域。

三：将传统水化学与人工智能 (AI) 和机器学习 (ML) 结合。数据驱动的方法可以帮助跟进前沿并预测发展趋势，例如新型材料的开发，为水处理原理和技术的创新提供见解。

四：水-能源联动。高效整合各种水处理技术，以应对新兴污染物和复杂水基质，旨在节省能源和成本，同时促进可持续发展。

Q. 拥有快乐的科学生活的秘诀是什么？或者，作为一名科研人员，您如何平衡生活和科研工作？

我想秘诀是对科学研究的真正热情。当你知道自己在做有意义的工作，并且真正享受所做的事情时，它会丰富你的生活并带来成就感。科学研究是马拉松，而不是短跑，专注于那些真正令你感兴趣的课题有助于在困难时期保持动力。当你对工作充满热情时，长时间的工作不再像是负担，而更像是一项有意义的追求。

平衡科研工作与生活的其他方面需要有效的时间管理。明确工作与个人生活之间的界限，确保它们不会相互干扰。避免过度承诺—优先处理任务，设置截止日期，同时留出时间休息和放松。此外，照顾好自己的身心健康。研究可能会让人精神疲惫，因此使用放松或正念技巧来充电是至关重要的。适时休息、度假或探索新的兴趣爱好。有时候，换个环境或体验新的事物可以帮助重置思维，让你以全新的精力回到研究中。

Q. 对于希望在各自领域产生有意义影响的有抱负的年轻研究人员，您有什么建议吗？

我想至关重要的是选择一个真正让你感兴趣并且具有意义的研究课题。在这个过程中，设定现实的目标和期望非常重要，可将较大的项目分解为可管理的步骤。始终保持对整体目标的关注。在研究中，挫折和失败是不可避免的，重要的是保持正确的视角，不要让一时的挫折影响你对研究意义的坚持。此外，要培养成长型思维方式。研究充满了挑战和挫折，但每一次都可以被视为学习和进步的机会。并且，要拥抱合作与好奇心—与他人合作可以丰富你自己的研究，而对新想法保持开放态度将帮助你以好奇和创新的心态解决问题。

Q. 您认为研究人员的哪些素质更有利于他们的研究进展？

我认为有些品质在研究人员的进展和成功中起着重要作用。包括：热情和动力、好奇心和对学习的热爱、坚持和韧性、批判性思维和专业知识、创造力和创新、自信和独立、有效的沟通、组织能力和时间管理，以及道德伦理。这些品质不仅有助于进行高质量的科学研究，还能帮助应对在过程中不可避免的挑战。

Q. 您对开放获取出版模式有什么看法？

我认为开放获取是使科学知识更加公平、可及性更强和更具影响力迈出的重要一步。这是科学界和整个社会的积极发展，推动了知识的普及，促进了研究成果的快速传播，并为合作和创新开辟了新的机会。然而，开放获取也面临着一些挑战。例如，出版费用、质量控制以及大量内容的管理仍然是需要解决的问题。总体而言，我认为开放获取是一个积极的趋势，但它需要不断完善，以确保所有研究人员都能平等访问，并支持学术出版系统的长期可持续性。

Q. 您对 Separations 期刊有什么建议吗？

为了提升期刊的影响力，我认为可以更多地关注高影响力的跨学科研究，将分离技术与可持续发展、可再生能源、生物技术和先进材料等新兴领域联系起来。期刊还可以专门设立板块，介绍前沿技术，如基于膜的分离技术、新的色谱技术，或提升效率或减少环境影响的新型材料。除了传统的书面内容，结合互动图表、实验过程的视频以及3D模型等多媒体元素，也可为期刊增值。其他方面，可以优先应用导向的论文、增强同行评审过程、组织特刊和主题论文、加强编辑委员会的多样性、促进全球合作与拓展、引入综述和观点文章，以及设立供出版后讨论的平台。

Separations 期刊介绍：https://www.mdpi.com/journal/separations

主编：Frank L. Dorman, Dartmouth College, USA

期刊主要涵盖分离纯化科学和技术相关领域。目前已被 SCIE、Scopus 等重要数据库收录。

2023 Impact Factor: 2.5

2023 CiteScore: 3.0

Time to First Decision: 15.1 Days

Acceptance to Publication: 2.9 Days