
■ 本报通讯员 成昕玲 特约记者 岳 媛
在国家能源集团广大科技工作者中,有一群特殊的幕后英雄。他们不直接站在聚光灯下,不参与轰轰烈烈的试验现场,却用一双双“科技之眼”,为每一项科研突破照亮前行的方向。分析表征工作人员,正是这样一个群体——他们像科研的“眼睛”,默默支撑着每一项成果的背后。
蒋复国,低碳院一名工作了十三年的透射电镜专家,就是这双“眼睛”最忠诚的守护者之一。
小黑屋里的四千多个日夜
加入低碳院前,蒋复国一直从事材料物理研究。踏入化工这个完全陌生的领域时,他没有退缩,而是一头扎进了狭小的制样间。
透射电镜的分析表征,是一门需要极致耐心的精细活儿。几厘米厚的块体样品,要经过切割、打磨、抛光,以及最精细的离子减薄,最终变成几十纳米的薄片——这相当于将一座楼房,压缩成一张纸的厚度。
为了这“薄如蝉翼”的精准,蒋复国每天沉浸在漆黑一片的电镜间里。没有阳光,没有噪音,只有仪器微弱的嗡鸣声陪伴。他仔细揣摩每一种材料的特性,分析每一次制样的得失,一待就是一整天。
“做我们这一行,最需要的就是耐心。”蒋复国常说。最艰难的一次,为了突破催化剂活性相制样的瓶颈,他在制样间埋头苦干一个多月,经历了30多次失败。当第31次尝试终于成功,清晰的原子影像出现在屏幕上时,他知道,所有的坚持都值得。恒温恒湿、隔音密闭的透射电镜小黑屋,他守了四千多个日夜。在这里,他与各个领域的科研专家携手合作,共同探索催化剂背后的原子奥秘。
2016年,蒋复国做了一个大胆的决定:引进集团首套透射电镜原位方法,向费托催化剂的机理研究发起挑战。当时,这项技术在国内尚属前沿,没有成熟经验可循。从制样、气路系统操作与排查,到反应条件探索、与透射电镜的协同配合——每一步都是摸着石头过河。
“那段时间,压力特别大。”蒋复国回忆。但他没有退缩,凭着深厚的电镜学专业基础,一头扎进这个全新的领域。八个月的努力,数百个日夜的坚持,他终于在世界范围内首次捕捉到了ε-Fe_2C的形成过程。
2018年,这项成果助力费托项目在《科学进展》上发表论文,被新华社、美国化工新闻等数十家国内外媒体报道。2019年,他又首次阐述了纯相c-Fe_5C_2的形成机理,并于2024年助力低碳院在《自然》正刊上发表学术论文。
用“科技之眼”揭开催化剂奥秘
从“十三五”到“十四五”,从国家重点研发计划项目到中国专利金奖,蒋复国用他的“科技之眼”,一次次揭开催化剂的神秘面纱。
他先后参与科技部“十三五”重点研发计划项目“先进煤间接液化及产品加工成套技术开发”、科技部“十四五”重点研发计划项目“低二氧化碳选择性合成气直接转化制长链a-烯烃成套技术”等多项国家级与集团级重大项目。作为骨干成员,他深知每一次分析表征都关系到项目的成败,每一张电镜图像都可能决定着技术突破的方向。
透射电镜不仅能“看见”材料的微观结构,更能揭示催化剂晶格排列的秘密。通过晶格条纹间距确定晶体结构,对于理解催化剂的活性和稳定性具有深远意义。为此,蒋复国建立完整的制样体系,确保不同特性的材料都能得到精准分析。
深入理解催化剂的微观结构和性能,可以为设计和优化高性能催化剂提供坚实的理论支撑。依据透射电镜观察到的催化剂结构特点,蒋复国与研发团队一道,设计出活性、选择性和稳定性更高的催化剂,助力研究者建立起催化剂原子级结构与性能之间的紧密联系。
他的研究成果获得了广泛认可:共发表国际期刊文章35篇,其中包括1篇《自然》正刊、6篇《科学》和《自然》子刊,以及多篇《先进材料》《纳米快报》等顶刊文章,与研发团队合作申请国际发明专利8项、中国专利15项。他取得的科研成果,被中国煤炭工业协会与《中国煤炭报》联合评选为2024年十大新闻之一,入选2025年国家能源局中欧能源合作典型案例。支撑“十三五”重点研发计划项目的技术,更助力实现了世界首次观察到碳化铁的原子结构,并基于该技术逐渐发展成为工业化铁基费托催化剂,荣获2025年中国专利金奖。
创新与传承的双重使命
蒋复国的脚步没有停在这里。他深知,前沿的原位透射电镜技术,才是持续揭开催化剂奥秘的关键。
2022年底,蒋复国搭建完成集团第一套原位电镜系统。2024年底,他和团队开始探索人工智能赋能透射电镜图像分析,基于深度学习的电镜图像智能分析平台开发工作有序推进,未来将显著提升催化剂结构解析的效率与精度。
2025年初,他以第一作者身份在材料知名期刊《纳米快报》发表重要成果。透射电镜原位系统及其创新供气系统在启用一年后,即在该期刊上发表文章,受到学术界广泛重视。在原位电镜工作上,他获得学术界广泛认可,在中国化工学术年会、中国青年催化会等学术会议上受邀发表工作成果,更受邀到多所院校交流指导原位电镜技术。2025年,他获聘多所院校兼职教授及研究员,并担任仪器信息网长期专家。
从物理背景转向化工,不仅是学科领域的跨越,更是对未知世界的探索。蒋复国凭借过硬的实干基础,协助分析团队在催化剂原位表征上提供技术支撑,与团队合作搭建原位XRD、原位XPS及原位拉曼,助力各项目产出诸多亮眼成绩,荣获2025年度国家能源集团劳动模范称号。
今年,集团公司批复成立“蒋复国创新创效工作室”。回首来路,那个从物理跨界化工的青年,已在透射电镜领域深耕成专家;展望未来,他有了新的目标——培养年轻一代的分析表征人才,让这双“科技之眼”在更多科研项目中发光发热。“让分析表征成为一块亮眼的招牌,为科研总院在能源研发领域提供更多支撑,助力集团公司全面建设世界一流新型能源供应商。”这是蒋复国的心愿,也是他继续前行的动力。
从漆黑一片的电镜间,到国际顶刊的聚光灯下;从30多次失败的制样,到世界首次的“捕捉”——蒋复国用十三年的坚守证明:真正的科研突破,往往诞生于那些看不见光的地方。而他,甘愿做那个在黑夜里点亮微光的人。