《中国科学报》：这篇最新的Nature论文经历了怎样的研究过程？

杨培东：

大概在10年前，我们就发现利用铜催化剂能够把二氧化碳转化为乙烯、乙醇等化工原料，选择性可以达到60%左右。由于无法揭示它的结构演化过程，2年进行了3轮修改，还是被Nature拒稿，最终转投了PNAS（《美国国家科学院院刊》简称）。

这10年来，我们一直在寻求一个方法，能像拍电影一样展示出，铜纳米催化剂在二氧化碳电还原反应条件下，复杂的结构演化过程。

在这篇Nature论文中，我们借助多种先进原位表征技术解决了这个问题，这为还原过程中的高效反应活性位点来自金属铜纳米晶界提供了实验支持。

《中国科学报》：近年来，你关注领域内的哪些科学问题？

杨培东：

多年来，我们一直关注二氧化碳回收和再利用问题，探索两种催化转化的技术路径：生物催化路径和无机催化路径。

在生物路径中，我们目前做的光合作用生物纳米复合体系，二氧化碳转化为特定化学品的选择性可以达到100%，太阳能到化学能的转化效率达到4%。

通常大家认为无机的体系更稳定，但这是一个科学难题。

目前无机催化体系的选择性在60%左右，也就是说，转化出的乙烯、乙醇、丙醇等化工原料是混合在一起的。如果无机体系能做到100%的选择性、10%-15%的转化效率，基本上我们人类所需的能源问题会得到根本解决。

因此，我们的工作就围绕继续提高生物路径的转化效率、提高无机路径的选择性来展开。

《中国科学报》：你曾提到，生物催化路径的想法源自一次脑洞大开，请讲讲这次灵感是如何涌现的？

杨培东：

大概在十多年前，有次我去听了一个微生物方面的讲座，了解到有一类微生物可以专门用于二氧化碳的还原， 但这些微生物本身没有光合作用功能。当时我一下子想到，是不是可以将纳米导线和细菌结合在一块儿，进行人工光合作用转化。

可以说那时我每天都在想这个事情，一天一天过去了，一年一年过去了，总也没有进展。但突然有那么一天，接收到了一个外部信息，让我一下子豁然开朗起来。

这应该叫“念念不忘，必有回响”。

《中国科学报》：当时同行都觉得你“异想天开”，申请科研基金时也遭到了拒绝，你是如何开创局面的？

杨培东：

这个是很正常的，不需要为此感到沮丧。如果你觉得这是你想去做的事，那就利用一切资源去做。

当时我从政府部门拿不到基金支持，但在过去的积累中，有一些来自各界的无偿资助，这是我的“小金库”。利用这个资金，我可以分配一个学生来做这个方向。

结果像是一场“赌博”，很可能是失败的。

当然后来我们做出了一些东西，发了两三篇比较重要的文章，到后面大家就逐渐认可了，各种资源也跟进了。

我们需要给青年学者提供一定程度上“不问去处”的资金支持，让青年学者有自己的“小金库”，有一定的自由支配力。政府部门、基金会、工业界都可以做这样的事。

当时各界捐给我资金的时候，他们不问任何问题，不问我怎么花，也不需要回报。没有这个支持的话，我想是无法在大家都不认可的情况下开创局面的。

当然如果没有任何资金储备，就只能等待时机。