极目新闻记者 国倩
通讯员 李玲玲
作为一名科学家，他矢志追求科学真理和进步；作为一名教师，他以深厚的知识底蕴培养栋梁之材。2022年至2024年，他连续三年入选全球前2%科学家榜单。他就是武汉轻工大学化学与环境工程学院柴波教授。这样一位优秀科学家在研究啥？日前，记者采访了柴波教授，听他讲述他的科研故事。
柴波
研究人工光合作用
连续三年获评全球前2%科学家
2005年，应用化学专业硕士毕业的柴波进入武汉轻工大学化环学院工作，其后前往武汉大学攻读博士学位，研究太阳燃料光催化方向。2012年博士毕业后，柴波回到轻工大，从事能源环境功能材料设计构筑及应用研究，这也是材料化学领域热点方向之一。
面对全球能源危机、环境恶化的世界性难题，大力发展绿色制氢技术、将二氧化碳转化为甲烷和一氧化碳等燃料来替代传统化石能源，成为当前能源领域研究的热点和难点，这也是柴波选择这个研究方向的原因。
模拟植物利用太阳能，在叶绿素的作用下，将二氧化碳转化成有机物和氧气这一自然光合作用，柴波的研究被称为人工光合作用，即利用太阳光，在催化剂的作用下，将水直接分解产生氢气和氧气，或者把二氧化碳转化成甲烷、一氧化碳等能源燃料。柴波所做的工作就是研究构筑实现人工光合作用所需要的高效催化剂，这也是该方向当前需要解决的关键科学问题之一。
将水分解产生氢气的人工光合作用研究过程中，目前一些研究还只关注于质子的还原反应，而氧化端的反应，科研工作者却较少关注。
柴波指导科研
“光催化产氢耦合有机物氧化，充分利用还原和氧化反应过程，不仅产生绿色氢气，同时生成更有附加值的化学品是该方向的前沿，我们希望实现全人工光合作用。”柴波表示，从2022年开始，他着手光催化产氢和耦合有机物的氧化等全人工光合作用的研究。
基于在太阳燃料高效光催化剂设计构筑研究的突出科研成果，柴波2024年获得湖北省自然科学二等奖，并在2022年至2024年连续三年入选全球前2%顶尖科学家榜单，这也成为他身上的一道闪亮标签。
研究秸秆高值化利用
有效降解水体新污染物
新污染物已成为全球性的环境问题，近年来受到世界各国科学工作者的广泛关注。所谓新污染物是指排放到环境中的，具有生物毒性、环境持久性、生物累积性等特征，对生态环境或人体健康存在较大风险，尚未纳入管理的有毒有害化学物质，主要包括持久性有机污染物，内分泌干扰物，抗生素，微塑料等。
如何将自己在催化材料研究方面的基础与学校学院特色结合起来，开展新污染物的防控研究，为保护生态环境和保障人们身体健康做点事情，是柴波苦苦思索的问题。
作为学校农副资源化学化工利用与创新团队成员，2018年开始，柴波依托学院在秸秆化学化工利用等方面的研究基础，探索高值化利用农业废弃物秸秆，将其转化成更有附加值的环境催化领域的催化剂。
以秸秆为原料，通过便捷的热解方式把它转变成生物炭，并以此制备了多种生物炭基过硫酸盐催化剂，再将其应用到环境废水中新污染物的去除研究，实现了秸秆废弃物的高值化利用。
历经5年，柴波带领研究生在秸秆生物炭基过硫酸盐催化材料研究方面取得了一系列的成果，发表了多篇高影响力的论文、授权多项相关发明专利。实验室中已实现了利用秸秆制备高效炭基催化材料，对水体环境中的抗生素、农药、内分泌干扰素等新污染物进行高级氧化处理，成功降解新污染物，净化水环境。
下一步，柴波将带领学生继续拓展秸秆生物炭基材料在环境领域的应用，特别是在土壤修复方向，研究如何利用生物炭基材料修复重金属镉、铅污染的土壤，探索生物炭基材料对土壤性质和重金属固定效果的影响、揭示生物炭基材料对重金属固定的机制。
探寻“导师制”培养模式
提高学生动手实践能力
“我们希望通过‘导师制’培养，提高学生的动手实践能力。”为切实提升人才培养质量，柴波致力于“导师制”培养模式相关课题的教学项目研究，并在实践中积极践行“导师制”培养模式。
在本科新生入校之初的专业教育会、专业课堂及课后，柴波都会见缝插针地介绍自己的研究方向、研究背景、研究内容，实验中采用的创新制备方法，以及当前比较前沿的研究领域和相关学科竞赛。
感兴趣的学生可以申请加入柴波教授的课题组，或者邀请他担任学科竞赛的指导老师。在导师的一对一指导下，学生会更早地找到学习方向、明确学习目标、保持学习定力，同时也为后续继续深造打下基础。
“只要学生提了，我基本都能够让他们加入进来。”今年暑假前夕，柴波教授就吸纳了所带班级的10余名大二学生加入自己的课题组进行业余科研训练。从6月下旬期末考试完到7月下旬近一个月的时间里，学生围绕科研任务查阅文献，在实验室进行实验，汇报各自的科研进展、实验困难等。
“不仅让我在基础知识和仪器操作技能方面得到了显著的提升，更在思维方式、团队协作等多个维度上取得丰富的收获。” 材料化学2202班孙福申同学表示。
材料化学专业2022届毕业生肖玉松是“导师制”培养模式的成功案例之一。从大二开始，肖玉松就跟着柴波教授做环境催化方向的课题，掌握了相关的理论知识及实验基本操作技能，这也成为其研究生复试的加分项，助力他成功考取武汉理工大学材料科学与工程专业硕士研究生。
李浩伟从本科就跟着柴波教授做课题，2023年本科毕业后考取该校研究生，继续拜入柴波门下。他选择了环境高级氧化技术的研究作为毕业论文课题。研究过程中，因制备的催化剂前后实验结果反差较大，李浩伟对自身能力产生了怀疑，一度感到非常沮丧和困惑。
在柴波老师的开导下，李浩伟理解了实验失败结果对科研成功的意义所在。在进一步分析原因、阅读文献、不断改进后，李浩伟重新设计和优化了实验。目前，他的实验进展顺利、效果明显，达到了预期目标，毕业论文工作也在稳步推进。
“因为喜欢，就想做好一点，发好一点的文章，这也是对自己的认可。”柴波说。
“作为一名科学家，他矢志追求科学真理和进步；作为一名教师，他以深厚的知识底蕴培养栋梁之材。他用默默无闻的实际行动诠释着学校老师的荣光和风采，激励更多的轻工大人追求不凡，在科学和教育事业上绽放光彩。”柴波的一名同事说。
（通讯员供图）
