回收空气中的二氧化碳是对抗气候变化的重要途径之一。在回收二氧化碳的策略中，利用包括太阳能在内的清洁能源，以及光、电、化学催化剂等，将二氧化碳还原转化为高附加值的储能分子，是学界研究的一个热点。然而，由于二氧化碳的还原反应复杂，如何提高催化剂的活性和稳定性，实现高效的还原转化，需要长期的探索。近年来，复旦大学郑耿锋教授带领他的课题组，专注电催化二氧化碳还原技术，用不同纳米金属及其复合结构作为催化剂，为发展高活性、高选择性的电催化体系提供新思路。

尽管二氧化碳光、电化学还原方法仍处于实验室阶段，郑耿锋非常坚信这一研究的重要前景：“将二氧化碳转化为对人类有用的一些化学分子，例如乙烯、乙醇等高附加值的产物，一方面可以有效降低大气中的二氧化碳含量，另一方面也能为我们国家的能源储备做些贡献。”

郑耿锋，复旦大学先进材料实验室教授、校侨联青委会成员

郑耿锋（右一）与学生在复旦大学实验室里

基础研究“不惧险远”

“不惧险远”，笃志追求真理，是郑耿锋认为最重要的科研品格。2000年本科毕业于复旦大学化学系之后，郑耿锋远赴美国，先后在哈佛大学、西北大学攻读博士和博士后。留学期间，回国一直是郑耿锋的念想，他积极寻找着与国内同行交流研讨的机会。2010年前后，国内开始掀起科研创新的热潮，许多高校大力引进海外的优秀青年研究人员，郑耿锋便成了海归大军中的一员，回到母校复旦大学开展自己的研究工作。

郑耿锋在美国哈佛大学留学期间照片

“过去五六十年间，全球二氧化碳的排放持续增高，并不断刷新纪录，这将对全球气候造成不可预知的威胁。”由于二氧化碳分子的稳定性高，要对其进行有效的活化，关键之一在于催化剂本身的结构设计。郑耿锋课题组利用“纳米催化”的概念，即用纳米级材料进行催化剂的设计合成与结构调控，并研究其在光催化、电催化、电能存储等方面的性能和应用前景。

例如今年，课题组在能源类顶级期刊之一Joule（《焦耳》）上发表的论文，利用富一氧化碳（CO）环境制备出一种纳米铜催化剂，再利用太阳能产生的电能，将二氧化碳高效还原，实现高达70%以上的醇类产物的法拉第效率，且太阳能转化为醇类的效率达到4%。这是郑耿锋团队基于2018年提出“光反应+暗反应”两步反应的电催化反应体系之后，取得的又一突破性进展。

郑耿锋教授课题组合照

回国以来，国家对于基础研究的日益重视，让郑耿锋这样的青年学者倍受鼓舞。在他看来，突破“卡脖子”技术难题固然重要，但对基础研究的重视，更应该加强“从0到1”的基础研究工作：“提出原创性的想法，培养原创性的人才，这是创新培养过程中非常重要的一环。”

拓展纳米材料无限可能

在实验过程中，通过对纳米材料的分析，郑耿锋团队发现了一个可拓展的研究方向。“既然将光能转化为电能可以实现二氧化碳或碳氢能源分子的转化，如果用电来刺激生物的神经细胞，是不是也会有其它的应用前景？于是，我们想到用光电感应尝试视网膜修复。”郑耿锋说，虽然当时在国际上已经有这方面的研究，但一直进展缓慢。

经过几年的探索，郑耿锋与复旦大学脑科学研究院、复旦大学附属中山医院的联合研究团队共同研发了金纳米颗粒修饰的二氧化钛纳米线阵列的人工光感受器。它可作为视网膜假体，通过光电信号转化并将信号传递给视神经，最后传导入大脑，让大脑可以“看见”光。这一成果为黄斑变性等疾病的治疗提供了一个新路径，基于该技术开发的新一代可植入性人工光感受器假体，有望帮助人类患者恢复视觉。

人工光感受器的研究成果发表于Nature Communication《自然通讯》杂志

守护青少年科创热情

本职工作以外，郑耿锋教授也是上海市中学生“英才计划”化学学科导师。上海市科协每年联合复旦大学及上海交通大学共同开展“英才计划”学生培养及管理工作。2015年起，郑耿锋指导来自上海中学、上外附中、复旦附中、华师大二附中、七宝中学等多所学校的中学生们开展课题研究，激励青少年树立远大的科学理想。

“每年大概有2-3名学生来到我们课题组。每个同学在加入之前，几乎没有相关的科研经历，在这里就相当于一张白纸。从高一寒假到高二寒假，他们会利用这一年的时间，完成一个完整的课题。”郑耿锋说，“英才计划”和高考或升学都没有直接关联，参与的中学生更多是出于对科学的兴趣。而根据市科协每年的调查统计，有一半以上的学生高中毕业以后，升学时选择的专业都与自然科学基础学科领域相关，对科研表现出了持续的兴趣。

除了在课堂和实验室指导学生，郑耿锋的身影也经常出现在中学的科普讲座中。在上海、浙江、福建等地参加学术会议时，他时常利用空余时间到当地中学进行专题讲座，介绍自己的科研课题，希望借此鼓励中学生多思多想，发现问题、解决问题。

郑耿锋为中学生做科普讲座

“青少年学生很有想法、敢想敢问，但怎样更好地保护他们的兴趣和思考能力，并加以合理引导，是值得教育工作者们关注的问题。这不仅要求中小学教师在这方面加大投入，也需要整个社会自上而下的重视，或许还有很多可探索的地方。”郑耿锋坚信自己的使命：为祖国的科学研究培养更多有理想、有活力的青年学生们。

（本文图片由受访者提供）