少年化学家养成记

曹宜力

“變化的科学”

化学从字面意思来看，指“变化的科学”。它是在原子、分子水平上研究物质组成、结构、性质、转化及其应用的基础自然科学。化学反应伴随着新物质的生成（生成物）和旧物质的消失（反应物），例如木头燃烧、铁的锈蚀等。而化学家最重要的工作之一是化学合成，就是通过原子、分子间的不同组合，采用合适的化学反应途径，去创制一系列用于改善人类生活和推动社会发展的新物质。

在失败中坚守初心

中学第一次上化学课，我就对它充满兴趣与好奇：为什么石蕊试纸遇酸变红、遇碱变蓝？进入大学，我选择了冶金工程专业。当然，化学是基础课之一——高性能钢铁的精准设计离不开化学中的一张张热力学相图。

有了之前打下的基础，我真正从事化学研究是研究生阶段参加的国家重大研究项目“稀土4f5d电子结构的物性关联”。

稀土是元素周期表中的钪、钇（yǐ）和镧系元素共17种金属元素的总称，是中国的战略资源和特色资源。2016年，我开始围绕稀土设计并合成新型零热膨胀合金。零热膨胀是指材料尺寸在一段温区内既不膨胀也不收缩。热胀冷缩是正常的自然现象，所以要实现零热膨胀这种反常规现象，化学创制是必经之路。

化学是一门以实验为基础的科学。两年内，我们依照元素周期表尝试了多种元素的组合，反复实验。终于，2018年1月，大家在稀土铁钴合金（Ho2Fe16Co）获得了迄今温区最宽的零热膨胀！直至现在，我依然记得发现当天的喜悦和激动。而这个发现也我让真正明白：化学实验失败是常态，但只要坚持下去必将获得最终的胜利。

成为化学家的必要准备

首先，我们要对自然科学有求知欲，对物质变化感兴趣。化学创制本质是对新事物的探索，保持对未知的渴望会推动我们不断向前。而且，发现本身就很困难，化学实验更是常常失败——零热膨胀实验失败无数次后，支撑我们走下去的，正是求知欲和兴趣。

其次，我们要专心学习基础知识，拓展课外阅读。一方面，化学专业知识非常重要，我们要注意基础知识的学习，在实验中理解化学变化。另一方面，我们要将所学知识运用到生活中，同时在生活中积累点点滴滴的化学，培养自己的化学思维，加强化学学习兴趣，为创制出有益于人类生活的物质作准备。不仅如此，适当的课外阅读也很重要——它有助于我们了解化学发展史，理解化学的意义，增强自身的历史责任感。

此外，我们还要有意识地培养交流能力，积极锻炼身体。重大的科学发现需要学术交流。我们可以在日常生活中培养交流能力，与老师、同学交流学习心得与疑问，更全面地理解基础化学知识；可以通过实验与自己交流，培养自己的耐心与细心，提高自己的定力；还可以通过阅读化学杂志与作者交流，拓展自己的眼界……当然，学习之余也要坚持锻炼身体，好的身体是进行一切科学研究的前提。

现在，寻找高效催化剂、室温超导体和癌症治疗药物等是化学领域充满挑战的前沿命题。化学世界充满未知，希望你也有机会和我们一起，为推动社会发展贡献力量！

（责任编辑 / 陈琛  美术编辑 / 周游）