化學(xué)實(shí)驗(yàn)樓669房間里，彌漫著叔丁硫醇“榴蓮”一樣刺鼻的氣味。1200mm的通風(fēng)櫥內(nèi)無法容納連接著旋蒸儀和冷凝水泵的抽濾泵，麥松威院士課題組不得不在通風(fēng)櫥外進(jìn)行液體的抽濾?；貞浧鹱畛踝鰧?shí)驗(yàn)的場(chǎng)景，課題組的成員只記得有機(jī)分子蔓延全身后的“臭味”，而距離他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室第一次聞到這氣味的時(shí)刻已經(jīng)過去了三年。
　　2017年2月13日，我校化學(xué)與分子工程學(xué)院麥松威院士課題組以“銀硫簇基金屬有機(jī)框架材料用作超靈敏雙功能開關(guān)”為題在《NatureChemistry》在線發(fā)表研究成果。這項(xiàng)研究首次實(shí)現(xiàn)了納米銀硫簇和金屬有機(jī)框架兩種晶體的有機(jī)結(jié)合。該論文以鄭州大學(xué)為第一作者單位，化學(xué)與分子工程學(xué)院博士生黃仁武和魏永生為共同第一作者，臧雙全教授為通訊作者。在此之前，麥松威院士課題組還連續(xù)兩次在學(xué)術(shù)期刊《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》上發(fā)表研究成果。
　　由于銀簇合物在空氣和光照下不穩(wěn)定，它們的物理性質(zhì)一直沒有得到廣泛應(yīng)用，所以，穩(wěn)定簇合物并提高它們的生產(chǎn)率，一直是化學(xué)研究領(lǐng)域普遍面臨的問題。與當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)外其他的課題組一樣，麥松威院士課題組開始也把目光集中在單獨(dú)的簇合物或金屬有機(jī)框架材料上。在做了上百個(gè)這樣的單獨(dú)晶體后，他們有了不一樣的想法。“當(dāng)時(shí)就像是一種國(guó)際潮流，在這個(gè)領(lǐng)域內(nèi)，很多人要么研究團(tuán)簇，要么研究金屬有機(jī)框架材料的應(yīng)用前景，而我們想做一些創(chuàng)新?！碧崞鹱鰧?shí)驗(yàn)的初衷，黃仁武說道。于是，他們就想能不能把不穩(wěn)定的銀硫簇和相對(duì)穩(wěn)定的多孔金屬有機(jī)框架材料結(jié)合在一起。“如果我們把一個(gè)簇合物比作一個(gè)球，那么金屬有機(jī)框架材料就是一根兩端帶有孔的木棒。就像搭積木一樣，我們通過橋聯(lián)配體，讓球進(jìn)入有孔的木棒中，通過化學(xué)反應(yīng)就會(huì)搭建起一個(gè)新的物體。”說起兩種晶體的結(jié)合過程，黃仁武這樣比喻道。
　　近3年的實(shí)驗(yàn)中，課題組成員有畢業(yè)離開的，也有新加入的，很多人和事在黃仁武和魏永生的腦海中都拼不成一個(gè)完整的記憶，可讓他們都印象深刻的，是論文第一次被打回時(shí)。2016年4月，課題組第一次向 《NatureChemistry》提交論文，11月，他們接到要求重新測(cè)量氧氣數(shù)據(jù)的消息，限時(shí)為3個(gè)月，當(dāng)時(shí)整個(gè)課題組都陷入了沉默。受實(shí)驗(yàn)條件的限制，課題組此前是在100k的溫度環(huán)境下測(cè)氧氣，所得數(shù)據(jù)不足以證明氧氣的定位。為了收集新的、可靠的氧氣數(shù)據(jù)，麥松威院士選派了黃仁武等幾名博士生前往南校區(qū)實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)。在測(cè)氧氣數(shù)據(jù)的這兩個(gè)月內(nèi)，他們吃住都在實(shí)驗(yàn)室里。這個(gè)實(shí)驗(yàn)要求在液氮的環(huán)境下連續(xù)測(cè)試氧氣，并且每隔兩三個(gè)小時(shí)需要迅速收集一次數(shù)據(jù)，之后再進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，根本沒有休息的時(shí)間。再加上實(shí)驗(yàn)室老師要求晚上不能做實(shí)驗(yàn)，所以他們的很多實(shí)驗(yàn)都要在黑燈瞎火下進(jìn)行?！爸挥袑?shí)驗(yàn)空隙的那一小會(huì)兒，師兄們才有空休息。實(shí)驗(yàn)室沒有床，他們幾個(gè)人就睡在泡沫板或硬木板上?！彼麄兊膸熋猛鯄?mèng)琪邊說邊指著實(shí)驗(yàn)器材柜上方堆疊的硬紙板比劃道。
　　但是，在南校區(qū)的這兩個(gè)月并不是3年實(shí)驗(yàn)研究中最艱苦的時(shí)候，在課題組成員看來，重復(fù)不斷地做同樣的事，上百遍實(shí)驗(yàn)后仍得不出結(jié)果，才是最讓人感到無望的。氧氣實(shí)驗(yàn)需要在0.1毫米的管子里打進(jìn)不同壓力的氧氣，再用液氮冷凍?？蔁o論是文獻(xiàn)還是先前同行的研究，都沒有明確指出要打進(jìn)多少氣壓的氧氣，所以整個(gè)課題組只能依靠自己?！叭绻蜻M(jìn)太大壓力的氧氣，管子會(huì)因承受不了而炸裂，但如果壓力小了，又得不到好的數(shù)據(jù)?！秉S仁武說。所以每次要打進(jìn)去多少氣壓的氧氣，以及最后能不能測(cè)出氧氣含量更高的數(shù)據(jù)，黃仁武和魏永生都不知道?！白隽?00多次實(shí)驗(yàn)仍沒有結(jié)果，我自己也很氣餒，多次想到放棄，但每次都覺得已經(jīng)到這個(gè)地步了，說什么也要堅(jiān)持下去。我們是一個(gè)團(tuán)隊(duì)，如果我放棄了，其他人怎么辦？”當(dāng)時(shí)已經(jīng)連續(xù)工作60余天的黃仁武這樣告訴自己。
　　經(jīng)過兩個(gè)月的實(shí)驗(yàn)，課題組終于在打入更多氧氣后，得到了足以證明氧氣定位且符合《NatureChemistry》標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。黃仁武也稱，這是目前課題組所能測(cè)得的質(zhì)量最高的數(shù)據(jù)。相比于之前孤立的十二核銀硫簇，銀硫簇基金屬有機(jī)框架材料的穩(wěn)定性和熒光強(qiáng)度都大大提高，他們的這次研發(fā)既豐富了金屬有機(jī)框架的種類，也為銀硫簇基化合物的精準(zhǔn)組裝和應(yīng)用方向上的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
　　從最初打算做這個(gè)方向的實(shí)驗(yàn)，到論文發(fā)表；從最初課題組的兩三個(gè)人，到現(xiàn)在的30余人，3年的猜想、實(shí)驗(yàn)、推翻、重來，讓人在承受高強(qiáng)度工作壓力的同時(shí)，也承受著巨大的心理壓力。論文的第三作者———40多歲的董喜燕老師，從剛進(jìn)課題組時(shí)的一頭黑發(fā)到后來幾乎變成了滿頭銀絲。裝置怎么搭建，怎么測(cè)試，怎么和熒光配在一起，這些她都親自實(shí)驗(yàn)和指導(dǎo)。幾乎沒有節(jié)假日的課題組成員把實(shí)驗(yàn)室當(dāng)成了自己的家，連逛街都變成了一種奢侈?！拔覀儙缀跏欠艞壛松睢！闭劶肮ぷ髋c生活的關(guān)系，黃仁武說。平時(shí)愛打籃球、玩游戲的他，更多時(shí)間是和化學(xué)儀器待在一起。也許在很多人看來，辛苦的化學(xué)研究并不是一份理想的工作，但課題組成員始終認(rèn)為，做研究的時(shí)候，人內(nèi)心的求知欲是其他任何事情都無可比擬的，腦子里有疑問，就會(huì)想盡辦法來解決，通過實(shí)驗(yàn)來證實(shí)猜測(cè)，而在經(jīng)歷了艱辛的付出之后，其過程和結(jié)果都會(huì)令人非常享受。
　　麥松威院士課題組的成員把他們的化學(xué)研究過程比喻為爬山，“現(xiàn)在的我們就像剛剛翻越過一座很高的山，精疲力竭。接下來我們要做的就是調(diào)整心態(tài)，繼續(xù)出發(fā)。”不久前，麥松威院士課題組又在晶體分子質(zhì)子導(dǎo)體材料研究領(lǐng)域取得突破，相關(guān)研究論文以 《基于金屬有機(jī)框架材料的質(zhì)子傳導(dǎo)及其獨(dú)特的質(zhì)子動(dòng)態(tài)行為的研究》為題在學(xué)術(shù)期刊《J.Am.Chem.Soc》上正式發(fā)表。
　　如他們所說，將新材料研究成功并運(yùn)用到實(shí)際中是一個(gè)漫長(zhǎng)的過程，其應(yīng)用前景是樂觀的，而且有一定的實(shí)用價(jià)值。但在這個(gè)過程中，新材料還需要克服自身的缺點(diǎn)。下一步，課題組還會(huì)嘗試研究不同簇和不同的有機(jī)配體之間的反應(yīng)。