内容来源：科学网博客，作者李旭宁
题记
“男儿有泪不轻弹，只因未到伤心处”。每项好的研究都会有一个灵魂，其背后总会有些刻骨铭心的故事。然而，从事科研至今，从没哪项研究令我动情如此之深。
研究背景
先简单介绍下这项研究的背景。铁基单原子催化剂作为目前最优的电催化氧气还原（ORR）非贵金属催化材料之一，其催化位点的真实结构和催化机理仍存争议。穆斯堡尔谱是该领域研究最重要的表征手段之一，然而，实际ORR反应条件下的原位穆斯堡尔谱却从未有成功应用的先例。2017年，单纯的我以为这里面的挑战主要是电解液对r射线的削弱、以及催化剂中铁含量过低，使得该项研究具有巨大的困难。为此，当年的自己做了周密的研究计划，以期能解决这个困扰学术界十几年的难题。
原位穆谱反应池的开发
自2017年5月，半年多的时间，我都在不断地优化单原子催化剂中铁的含量和ORR性能，希望将铁的含量做到最大极限。在合成了近百个催化剂之后，终于找到了单原子铁在该体系中的最优载量和性能。随后的三个月多，又进行了大量的57Fe同位素取代实验。这一切都是为接下来的原位穆斯堡尔谱的尝试做铺垫。2018年5月，在近一年的周密准备后，我踏上了回国的飞机，希望借助大连化物所穆谱中心的平台实现这次探索性的尝试。将爱人和宝宝安置在老家后，我便匆忙赶至大连。按照行程计划，我有一个月的时间完成这次实验。然而，实验的难度却远超过了预期。
实验先后经历了：原位反应电流不稳、r射线被电解液大幅度削弱、穆谱测试无信号等所有棘手的难题。实验进行第5天，我发现原本设计的原位池竟然都是无效的，这个实验最大的挑战除了上述的两项之外，最最棘手的难题，其实是在氧气上。因为需要持续通氧，还要尽可能的减少电解液的厚度，尽可能的增加催化剂有效探测面积，尽可能的维持催化稳定时间，尽可能的提高有效r射线透过。这一切的难度，让我开始怀疑自己近一年的努力是否要失败了。
实验第8天，我依旧在没日没夜地思考一切可能解决问题的办法，但无奈，问题真的太多了。那天的自己，真的感觉好无力。想到宝宝第一次好几天没见爸爸了，当晚拨了爱人的微信，当铃声结束，无应答。次日早再次打了几个视频和电话，依旧无应答。晚上又打了几个电话，终于接通了，可回话的却不是我爱人。我急忙的问，“爱人和宝宝在哪呢”？再三追问下，家人终于告知了实情：爱人和宝宝都在医院，宝宝还在高烧，他们怕影响我工作，让别告诉我。这一刻，再难抑制自己的泪水。
接下来的几天，我像着魔似的疯狂进行着各种尝试，每天大脑中充斥着各种疑问和迷茫，就连在超市，我都在思考着任何一个可以用到穆谱原位池的物品的可行性。终于，原位实验的第12天，在和老朋友Alex教授的聊天中，一个大胆的想法从脑中闪过。就是那一刻的灵感，让所有难题迎刃而解。
十几天后，我们成功得到了第一组有效电催化ORR的原位穆谱数据。接下来的挑战便是实验结果的解析，近20组谱图，每个谱图3种分峰，每个分峰4个参数，合计200余个参数，每个参数都需要在合理的范围内，从中分析出有效结论的难度可想而知。随后的一年，我们苦苦寻找着各种能支撑原位穆谱解析结论的证据：原位XAS，原位拉曼，理论计算，动力学分析，每一项实验的开展都举步维艰。记忆深刻的一件事，在一次通宵原位实验之后，早上7点左右自己开始感觉头晕和缺氧，坚持做完所有实验后，8点多回家的路上，感觉天旋地转，实在担心自己走不到家，拿出手机，给爱人发了条消息：“亲爱的，我在路上，头好晕”。
2019年4月，在所有重要数据和结论（包括原位穆谱、原位XAS、原位拉曼和性能测试等）经过多次重复验证之后，文章终于第一次投出到Nature Catalysis。2019年7月，收到4个评审意见，两正两负，编辑拒稿。为了解决审稿人的问题，我们补充了大量的实验。其中最棘手的一条评审意见，我们在8月飞抵美国阿贡国家实验室进行了6天6夜的核共振振动谱实验，终于获得了对实验结论更有力的证据支撑。因此，我们满怀信心的对审稿意见进行了回复和申诉。然而，2019年10月，再次收到拒稿意见。
犹记得当天晚上，我在NTU的校园转了一个夜，回忆着所有共同作者为这项工作熬过的通宵和付诸的无数努力，好似都已如梦般破碎。一种对不起共同作者、对不起导师、对不起朋友、对不起家人的情绪油然而生，眼泪再次止不住地落下。
当看到清晨冉冉升起的太阳，我仿佛看到了新的希望，一个梦破了，那就再做一次吧！
文章质量在结合四位审稿人的宝贵建议修改后得到了很大提升，于是，2019年10月底，我们把稿子投到了Nature Materials。2020年1月，审稿意见两正一负，但整体评价非常高，编辑给了修改。自此，又是一次刻骨铭心的修改回复，近百条审稿意见，一个月的没日没夜，在补充了大量新的实验数据后，近2万字的审稿意见回复终使得文章结论更为严谨。2020年2月，修改稿投出。之后的每一天早上，我都会查下审稿状态。然而，苦等了近八个月后，2020年10月，收到了两接收一拒稿的评审结论。静静的看着这样的结果，我已经麻木了。当第二天清晨，醒来伸手去拿手机，习惯性地打开Nature Materials投稿网页那一刻，枕边已然湿透了。整整234天，是的，以后早起再也不用查看投稿状态了。
这项研究在经历了各种磨练之后，先后结合了7位审稿专家的宝贵意见，其灵魂早已成长为一个完整充实而又饱经沧桑的“老者”。仔细考虑之后，我们把所有审稿意见和回复打包投稿到了Chem。很快，文章得到了编辑和两位新的审稿人的高度评价。其中一位审稿专家希望我们给故事一个结尾，以期能带人思考后续的研究。的确，洋洋洒洒近200页的打包文件，是该有个结尾了。于是，便有了文章支撑信息中最后一页的总结：每一种表征技术都有他的极限，这项研究虽成功实现了原位穆谱在单原子催化和电催化ORR领域的应用，然而，他只是一次探索性的尝试，前路慢慢，我们期望看到更多精彩的研究，去揭开一个个科研的谜团。
总结和致谢
故事讲到这里差不多该结束了，抛开上述科研故事，这项研究的实际经历，远比文中所述的要坎坷许多。但最终，“他”终于和大家见面了。在此，感谢文章的每一个合作者，其中好几位朋友，为了这项研究陪我一起熬过了多个通宵；感谢博后导师无微不至的关怀和帮助；感谢大连化物所穆谱数据中心各位老师和朋友的全力支持，让我可以在穆谱实验室近乎“无所顾虑”的折腾。最后，感谢爱人对自己三年多来近乎着魔的专注和工作状态的包容、理解和支持。还要感谢孩子，犹记得三年前，你还刚会爬，不知不觉中，你已成长为能替父母分忧的小男子汉。
感言
人生只有一张单程票，落子无悔，我们所有抛洒过的热血，都将成为最宝贵的回忆。谨以此文献给所有奋斗在科研前线的朋友们，愿我们永葆一颗至真、至善、至纯之心，用真心对待所追求的一切。因为，结局并不重要，过程才是最美的风景。
来源：科学网博客，作者李旭宁
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