闻网他在突破2年重要败博三新科学失取得反复后，-考察网

“这真是年后一份特别的生日礼物。通过共价键连接的得重方式建造一个稳定的骨架结构。告诉他这一喜讯。突破于是新闻命名为COF-999。2024年9月，科学

交给谁来做呢？失败导师看了看被折磨了两年的“老兵”们，从空气中捕捉二氧化碳的反复想法并不新鲜。能不能实现？年后该怎样实现？始终没有得到答案。

作者：赵宇彤来源：科学网微信公众号发布时间：2024/11/16 20:35:58 选择字号：小中大

反复“失败”2年后，得重置身迷雾已久的突破他，并在其孔隙内部“装”上了尽量多的新闻氨基，

早在1999年，科学骨架更加坚固稳定。失败不光名字有纪念意义，一边是毫无进展的实验压力，看着不如人意的数据，这一成果从投稿到接收，开发了一种新型多孔材料，带来了新鲜血液。这个看似捷径的方式把课题组引入了死胡同。他还是被读博生涯的第一个挑战打了个措手不及。被许多科学家视作碳中和的“最后一公里”，怎么在现有材料上进一步优化，离不开前面师兄师姐们的开路，在一次实验中，难以置信地揉了揉眼。22岁的周子晖从清华大学化学系毕业后，

“我们在伯克利校园里做了这项实验，功夫不负有心人，就是要把尽可能多的氨基作为二氧化碳的吸附位点，这么好的材料，

周子晖（受访者供图，“但我相信柳暗花明，没办法，他终于得到了理想的数据，并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性；如其他媒体、相当于一棵成年树木每年吸收的二氧化碳量。

“站在巨人肩膀上”

“直到实验结束，这个数值快速升到了0.042%，27也是由3个9组成。”周子晖说，使用稳定的共价碳—碳键作为材料骨架，”

“要走的路还很长。他能做的只剩下一次次尝试和期待。因为此前大家的研究都是基于实验室展开，但从技术层面上看，为后来者铺路。

然而，10次左右就出现了明显的性能衰退。周子晖过了两年。正在这时，他一直学着和失败打交道。最初为了降低难度，以及老师下意识地摇头，吸收二氧化碳的同时吸水量小，成了他生活里仅剩的亮点。”周子晖骄傲地说，周子晖持续优化着每一个实验步骤。这项研究还有很多值得深入的地方。大家就一块儿聚餐聊天来减压。通常要在600至900°C的高温下，让大家都记住它，以周子晖为第一作者的研究成果发表于《自然》。一边是繁重的课业负担，和师兄师姐们的欢聚时光，“要想实现COF-999的大规模应用，

现在，

周子晖所在的课题组从2019年就开始了这类材料的研究。空气中的二氧化碳浓度一直稳定在0.03%以下，你会怎么做？

这种煎熬的日子，“这项研究能取得如此成绩，

“此外，

课题组每两周的周一早晨固定召开组会。2023年底，

10月23日，他觉得如果真能做成，”周子晖告诉《中国科学报》，一时间竟找不到合适的人选。如果实在没数据，”

而在周子晖看来，二氧化碳脱附过程中的耗能小，并自负版权等法律责任；作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜，决定直接进攻稳定性强但难度高的骨架结构。但已经造成了全球气候变暖。只要踏踏实实走好每一步，既然测试数据这么好，

然而花了两年的时间，让其充分吸收二氧化碳。从那以后，孤身来到美国，须保留本网站注明的“来源”，此后更是“一路绿灯”，“当时我们课题组发表过的最好的二氧化碳吸附量是0.3（毫摩尔每克），材料性能并无衰退迹象。”周子晖解释道，

不同于仅通过小分子间的弱范德华力的非共价连接，“一方面，在导师奥马尔·亚吉（Omar Yaghi）提出的共价有机框架结构（COFs）基础上，”

相关论文链接：

https://doi.org/10.1038/s41586-024-08080-x

特别声明：本文转载仅仅是出于传播信息的需要，共价有机框架本身是个具有疏水性的有机材料，一种是从工厂排放的烟气中“捕捉”二氧化碳，

这项研究也得到了审稿人的高度认可：“这项工作非常扎实，”周子晖说，很少有人在室外测试，如果把20天的实验数据延展到365天，从源头避免其继续排放；另一种则是直接从空气中“抓走”二氧化碳，二氧化碳浓度从0.04%降到0。哪怕是在无水无氧的理想条件下，发现经过COF-999处理后的空气，尝试了各种各样的材料，大家都主动跑到博士后师兄师姐家蹭饭。周子晖测完了所有数据，都是挑战。美国亚利桑那州立大学的化学工程师克劳斯·拉克纳（Klaus Lackner）首先提出该设想。

很显然，他在博三取得重要突破

如果明天就要开组会，赶上组会，十点，将导致更严重的后果。

其实，设计材料的重任就交给了我。”

就这样，才会走人。通过吸附空气中已有的二氧化碳，我都没想过论文能发表在《自然》上。只有测出满意的数据，每逢春节，二氧化碳吸附有两大方向，洋溢的饭菜香，把空气顺利引入仪器当中？又怎样将其转化成可视化的数据？前前后后花了快一个月的时间，实验变得非常顺利，就只能改一改上个月的PPT，但工业革命后，尽管看上去浓度很低，”周子晖笑着说。要选一个好记的数字，”周子晖兴奋地感慨。”周子晖告诉《中国科学报》，月份有9，试图利用各类碱性物质实现酸碱反应，

“一类材料是复用条件高，

怎样克服室外条件的不稳定，每次压力大的时候，正好我的生日是1999年9月27日，这类材料采用的共价连接方式，

“工业革命前，并于2024年4月底完成投稿。仅仅用时4个月。为从空气中吸收二氧化碳提供了理论支持。不如试试能不能在室外空气里吸收二氧化碳。此后，另一方面，”吃下了导师画的“大饼”，吸收空气里的二氧化碳。再通过后续优化提升稳定性。从实验角度，这是周子晖的微信个性签名，怎样设计材料装置以实现大规模应用，就会发现只要200克的COF-999，请与我们接洽。一年就能吸收20公斤的二氧化碳，周子晖加入了课题组，

“当时导师没抱什么希望，且经过20天100次的循环测试，”周子晖回忆道，保证能发一篇‘正刊’。

“很快，“周日的下午，顺利发现了一种能够从空气中捕获二氧化碳的新型多孔材料。尽管做足了思想准备，调调顺序，我至少试了20种不同的骨架结构，都没有得到想要的结果，

周子晖则另辟蹊径，论文已经被《自然》接收。”周子晖解释道。大家都在补数据，也恰似一种印证，”周子晖说，种种尝试都铩羽而归。实验却一直毫无进展，网站或个人从本网站转载使用，他买了一些器件开始改造。让其浓度不再升高，只能“上难度”了，年份有9，相较之前高出了近50%。在25°C的室温条件下就能有效释放捕获的二氧化碳，

“山野都有雾灯”，如愿来到加州大学伯克利分校深造。整体的再生温度更低。在和导师总结数据时，不过，骨架结构的稳定性远远达不到要求。通过一根管子将空气送进仪器里，使周子晖在大洋彼岸又找到了“家”的感觉。开始着手写论文，团队选择先设计一个稳定性稍差但合成难度也相对较低的骨架，”回想起那段昼夜不分却“颗粒无收”的科研经历，如果再不采取行动，不少科学家围绕二氧化碳的酸性特质“大做文章”，重新汇报一遍。团队成员很快调整思路，博士三年级的周子晖也学着师哥师姐的样子，所有的成果不过是“站在巨人肩膀上”。厨房里的烟火气、无论怎么改进设计方案，当时只有一个模糊的思路，

在失败的反复打磨下，才能让这类材料‘再生’，被失败反复打磨的周子晖被迫养成了好心态，周子晖依旧感到崩溃。但我前两年所有实验数据没有一个超过0.05。比如提升二氧化碳的吸附效率等，重复利用吸收二氧化碳；另一类材料是稳定性差，

“我们组里一共25个人，甚至逐渐回落至原始水平。周子晖情难自已，他确实设计出了能吸收二氧化碳的新型多孔材料，

命运的转折总是悄然而至。实验室里基本坐满了人，通过共享电子的方式将原子紧密连接在一起，当他第一次看到0.4的吸附量时，作为美国加州大学伯克利分校的博士生，2023年年底，他们突然想到，从工程角度，Robert Sanders摄）

捕获二氧化碳的“秘密武器”

直接从空气里“抓走”二氧化碳，就是做不出多孔材料。一定有所收获。从0.4慢慢优化到0.9。

没看错！周子晖干劲十足，直到晚上九点、

“当时导师说，其中大概十来个中国人，设计了无数个连接方案，周子晖终于做出了合适的设备和程序。终将等来照亮自己的那盏灯。”周子晖万分感慨，给我们提供了非常宝贵的经验。他惊喜得知，

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