物理科学学院 物理学院

编者按：雁栖湖畔求索奋发，科学之光照亮未来。中国科学院大学（以下简称“国科大”）官微开设“雁栖湖科学之光”栏目，走近知名院士、导师、科学家、青年科技人才和杰出校友，汇集拔尖创新人才培养的有效经验，追寻能够引领未来创新方向的科学光芒，启发时代新人创新成长。从2015到2025，十载躬耕，他怀揣家国，解时代疑难；弦歌不辍，他步履不停，育科技良才。本期，我们走近制氢催化剂研究专家、国科大物理科学学院教授周武，聆听他归国十年的初心与征程。

“绿色求真，寰球同责”

       “我们正面临严峻的能源与气候变暖问题，绿色氢能是国际公认的解决办法之一。”制氢催化剂研究专家、国科大物理科学学院教授周武表示。

        联合国调查研究发现，全球气候变化日益严重，其中煤炭、石油、天然气等化石燃料的使用可谓是罪魁祸首，其燃烧排放物占全球温室气体排放的75%以上，占二氧化碳排放量的90%左右。

        “氢气燃烧仅产生水。然而，制取氢气的过程并不干净。这个过程中需要催化剂，但目前的绝大多数催化剂效率低，会造成能源浪费、成本增加，而且制氢过程中会排放二氧化碳，”周武解释说，“所以我们想研究设计出更好的催化剂，让制氢变得更高效、更绿色、成本也更低。”

        这是周武身为中国科学家的全球责任感，也是对我们这颗蓝色星球的绿色躬耕。

周武

“长河入海，家国情怀”

       镜头拉回到十年前，周武在隶属美国能源部的橡树岭国家实验室完成两年博士后研究后，被聘为研究员，并获得了“Eugene Wigner Fellowship”专项基金，发表了多篇高影响力的学术论文。

       2015年，他同时收到了来自新加坡一所著名高校和国科大的邀约。一时之间，站在学术生涯的十字路口，思绪像茶叶在杯底旋舞——是投身祖国的沃野，还是追逐未知的激流？茶水渐凉，杯底沉淀的，尽是故土与新陆交织的倒影。

周武获颁的美国显微学会Albert Crewe奖章

       “新加坡高校当时给我的offer，据说是他们有史以来最好的一个offer，科研启动经费和薪资比国科大超出两倍还不止。”周武笑道。

 周武

“乘时顺势，上下同心”

       制氢技术发展长达数十年，社会对绿色制氢的关注也已有二十来年之久，但氢能产业化长期受制于“不可能三角”的困境——低成本、高稳定性、零碳排放难以兼得。于是，周武团队从催化剂原子尺度研究入手，试图解开这道世界难题。

       “基础研究需静下心、长期投入，可能三五年才见成果。且做好科研，平台、经费、良好的团队合作和科研环境，缺一不可。”他表示，庆幸的是，国家和政府为破解难题提供了强大的经费保障。2016年和2019年，前沿科学与基础研究局和北京市教委分别为周武团队带来契机。

        “2016年，实验室刚成立，中国科学院推出‘前沿科学重点研究’计划，五年提供250万支持。2019年，北京市教委推出‘北京市高校卓越青年科学家’计划，五年提供近千万经费支持。”周武说，他也是国科大电子显微学实验室负责人。和大部分项目不同的是，这两个项目申请、汇报流程简单，无论文发表等量化要求，为周武团队排除了经费压力，留出了充足时间攻克科学难题。

 周武获奖证书

 “立德立言，无问西东”

       技术突破背后是团队十年之久的坚守。周武团队从2014年开始研究制氢催化剂，期间遇到了诸多瓶颈。

       “2014年，我们的长期合作者——北京大学马丁教授研究团队偶然发现一个活性很好的催化剂体系，我们花了3年时间合作理解清楚了其高活性的结构起源。但这个催化剂稳定性很差，”周武说，“又经过几年时间的深入研究，在2021年，我们通过增加表面催化位点密度，使催化剂稳定性提高一个数量级。但用这个方法增加位点密度有上限，需要新的突破。”

       “幸运的是，不断有优秀学生加入，整个团队努力尝试新方法，发现加入稀土后，催化剂活性和稳定性大增，实验又见希望。每次研究推进都离不开他们努力。”他回忆道。

       谈到最近的新突破，周武说“成果发表当然高兴，但‘five minutes of fame’，享受这一刻后还是要沉淀下来继续研究。我们知道成果离真正工业化应用还有距离，因为用的催化剂材料是贵金属，成本高。接下来会想办法降低成本。”

       在未来的科研中，人工智能技术也将发挥巨大作用。

       “现在AI技术发展非常迅速，我们鼓励学生用它来润色文章、辅助写代码，可以提高效率，同时，我们也在和机器学习的团队合作，真正做到AI for science，可以帮助我们分析大量数据背后的关联性，可能实现更大的突破。”周武说。

       “我们的目标不是发表论文，而是让氢能成为真正用得起、用得好的能源。”他说。

周武

“绛帐星衍，弦歌不辍”

       “我一直觉得自己挺幸运的，这一路遇到的老师、前辈都很优秀，对我也很好，影响了我的一生。”周武在采访中多次提及自己一路走来遇见的贵人。

       那一年，在清华大学电子显微学实验室里，周武与自己的本科导师朱静院士相遇。朱静院士治学严谨，当时68岁的她就坐在简陋的办公室里，边吃盒饭边逐字逐句修改周武本科毕业论文草稿，连标点符号都一一修正。

       “十多年来，这一幕都一直印在我的脑海里，约束、鞭策着我。后来的我，会保证我们主导的每篇论文都是仔细反复修改过的，所有结果都是经得起考验的。严谨是科研基本要求。”周武感慨道。

       博士毕业后，周武进入美国橡树岭国家实验室，接受合作导师Juan Carlos Idrobo指导。

       “我导师想象力天马行空，我汇报实验结果时，他总能提出十几二十种不同想法，虽然有很多是不靠谱的，但总有一两个能成功。于是，我在他身上领悟到的一点就是，好奇心和想象力对科研很重要，这也是我现在和学生们强调的点。”周武说。

       导师们影响了周武的科研态度和研究，也影响了他的治学风格。他对学生用心负责，在学校很受欢迎，每堂课都很抢手。

       “Juan Carlos Idrobo曾对我说，他帮我不求回报，只希望我以后能以同样的方式帮助学生。”周武回忆道。

       “时代不同了，学生特点也不同。他们往往英文表达能力强，数理基础扎实，更自信，这也和国家和时代发展有关。但部分学生韧性不足，遇困难易退缩。我想教会学生如何以更好状态面对困难挫折。”他说。

       在谈及青年科研人才培养时，周武分享了他的育人哲学：“我的团队里有很多优秀学生，他们都有一个共同的特质，就是明确的目标。”在招生时，周武不会告诉学生研究的美好前景，相反，会反复和学生强调在团队里做研究会有多辛苦。

       “我会反复跟学生强调，我们的研究通常需要三年甚至更长时间才能出成果，如果没有明确的目标的话可能也很难坚持，我也会给他们一些其他方向的建议。”他说。

周武团队合照

       周武始终将热爱视为科研突破的关键要素，是有志从事科研工作的青年必备的素质。“做科研首先是要发自内心的热爱——你必须享受探索过程本身而非仅仅追求成果。尤其是基础研究，在很长的时间里可能每天都要面临失败，只有真正的好奇心才能在实验反复受挫时支撑你前行。我也会不断鼓励他们，增强他们的信心，让他们能把这份热爱保持下去。”周武分享道。

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       为进一步加强基层党组织建设，推动党建工作与科教融合人才培养工作深度融合，2025年12月15日下午两点，中国科学院大学物理天文核学院党委一行赴中国科学院高能物理研究所承建的国家重大科技基础设施“高能同步辐射光源”（HEPS）开展调研交流。本次活动通过实地走访、座谈研讨，探索以高质量党建引领高水平科研创新与人才培养的有效机制。

       本次调研座谈会在HEPS中环103会议室举行。高能所副所长、HEPS副总指挥董宇辉首先介绍了光源的设计目标、建设进展与未来规划。他指出，HEPS是国家“十三五”规划布局的重大科技基础设施，也是世界上亮度最高的第四代同步辐射光源之一，为我国在材料科学、生命健康、能源环境等前沿领域提供了世界级研究平台。HEPS已于今年10月29日通过工艺验收，性能指标居国际前列，不仅为国家战略需求与科学前沿探索提供先进实验平台，也是中国科学院承担国家攻坚任务的重要组成部分。他强调，HEPS将打破研究所与高校，以及研究所之间的界限，支持“科教融合3.0”，为“十五五”期间教育、科技、人才一体化发展发挥关键作用。

       随后，高能所教育处处长保增宽介绍了当前参与HEPS运行支撑的师生规模及培养情况。多学科中心与加速器中心140余位导师和100多名在读研究生参与HEPS的运行，师生党员比例达到35%。他还就高能所高年级研究生在怀柔科学城的住宿保障等实际问题提出建议。

       中国科学院大学副校长、物理天文核学院党委委员郑阳恒围绕学校人才培养工作进行了介绍。他从“任务带学科、学科育人才、人才促创新”的科教融合特色出发，阐释了学校“以学生成长为中心”的教育理念，介绍了本-硕-博贯通培养体系的背景。他重点介绍了玉泉书院“低年级辅导课”的开展情况，提出对HEPS青年教师参与书院研讨课等教育教学工作的期望。郑阳恒表示，希望通过与HEPS等大科学平台深度对接，推动科研资源向教学转化，让更多本科生和研究生在重大科技任务中和大科学装置平台上锤炼本领，真正实现“在创新实践中培养创新人才”。

       高能所多学科中心党支部书记王嘉鸥、加速器中心党支部书记岳军会分别就高能同步辐射光源用户线站总体情况及对科教融合工作的支持进行了交流发言。他们表示，光源平台为多个学科的前沿研究提供了重要支撑，未来将继续拓展合作渠道，推动科研平台向教育功能延伸。

       与会双方还就如何进一步发挥党组织在重大科技任务中的政治引领与组织保障作用进行了深入探讨，在共同探索形成可复制、可推广的科教融合新模式，为服务国家高水平科技自立自强、建设教育强国提供坚实支撑等方面初步达成构建协同机制的共识。

       座谈会结束后，调研团队在董宇辉副所长等人的陪同下实地参观了高能同步辐射光源装置，并继续深入交流。

       本次调研是物理天文核学院党委深入贯彻落实习近平总书记关于教育、科技、人才重要论述的一次实践行动，也是学院党委牵头建设北京高校党建工作“党建引领实践创新示范项目”的一项举措。物理天文核学院党委书记张莉、副书记黄梅，党委委员朴云松、彭光雄、王帅、张银，以及物理学院路红亮教授、傅金林副教授、张海龙高级实验师，核学院黄飞教授等参与调研。 

       为深入学习贯彻习近平总书记关于弘扬科学家精神的重要指示精神，传承和发扬老一辈科学家的崇高品质与精神风范，2025年12月17日10:30，物理天文核学院党委在雁栖湖校区教1-115教室组织师生参加“传承老科学家精神 弘扬新时代科学家精神”主题报告会。本次活动特邀原力学所副所长、现中国科学院科学家精神宣讲团专家王柏懿研究员，以《讲述钱学森故事 学习钱学森精神》为题，带领师生共同回顾钱学森先生的生平事迹与精神风范。报告会由物理天文核学院党委书记张莉主持，来自物理科学学院、天文与空间科学学院和核科学与技术学院师生共同参加。

       王老师首先系统回顾了钱学森先生在科技领域做出的卓越贡献。作为力学大师和中国的航天之父，他不仅创建了我国第一个研究力学专设机构 、主持制定了12年科学技术发展远景规划，更领导了“两弹一星”等一系列国家科技重大工程。在学术贡献方面，钱学森先生留下了《工程控制论》《物理力学讲义》《星际航行概论》等影响深远的经典著作，为多个学科领域奠定了理论基石。尤其在气体动力学领域，他在可压缩流边界层、亚声速与高超声速流动等方面作出了一系列开创性工作，推动了该学科的系统发展。这些成就共同展现了钱学森先生作为战略科学家，在发展我国现代科学事业中的深远影响。

       随后，王老师以亲身经历讲述了钱学森先生在中国科学技术大学任教期间的故事。她回忆道，1959年在玉泉路校区与钱学森先生的那场促膝长谈，至今令她记忆犹新。在钱先生开设的《火箭技术概论》专业课上，他尤其强调科研工作者的严谨与负责。他不仅系统讲授专业知识，更曾专门用一单元课时细致讲解学生作业中出现的“力学量量纲”、“单位混用”、“小数点错误”等问题，并严肃地告诫学生“严谨、严肃、严格、严密”八个大字，这正是他治学精神的生动写照。

       王老师还特别讲述了钱学森先生如何在细节中塑造学生的科学态度。在一次考试讲评中，钱先生以“第一宇宙速度比自行车还慢？”等生动案例，强调基本概念的重要性，并严肃告诫：“以后你们都是科技工作者，一定要下笔千钧！”这种“下笔千钧”的责任意识，同样体现在他对论文写作的严格要求中。他强调论文是“真刀真枪的练兵”，从格式、字迹、公式到标点都必须规范工整。钱先生留下的万余页手稿，正是这一精神的生动体现——字迹清晰、图表工整、逻辑严密，堪称“清清爽爽的科学家手稿”。钱先生以身作则，让学生深刻理解了何为真正的“科学态度”。

       在谈到科学研究方法时，王老师指出，钱学森先生强调“读书明理”，掌握基本理论，认为“研究科学只能一步一步来，踏踏实实、稳扎稳打、苦钻苦干”。他鼓励学生“选名著、多读几遍”，在解决问题时要“弄清机理，抓住主要矛盾”。并指出：“科学工作要老老实实，严肃认真，任何马马虎虎是出不了科学成果的。”

       报告最后，王老师援引习近平总书记的讲话“科学成就离不开精神支撑”，强调了弘扬科学家精神的时代意义。她还鼓励同学们在钻研科学的同时，注重人文素养的培养，实现科学与艺术的结合，成长为具有广阔视野与扎实本领的新时代科技人才。

       报告结束后，张莉书记在总结中表示，钱学森先生的精神是科技工作者宝贵的精神财富，希望大家牢记王王老师的讲述，以实际行动践行科学家精神，为加快建设科技强国、实现高水平科技自立自强贡献青春力量。