湖北日报全媒记者 田佩雯 通讯员 武柳青

晚秋的武大，层林尽染，正是收获的季节。

继7月在《科学》杂志（Science）发表论文后，武汉大学高等研究院、化学与分子科学学院雷爱文教授课题组，接连在世界顶级期刊《科学》和《自然》（Nature）发文，揭示其在电合成新技术领域的最新研究成果。

短短四个月内，相继在国际顶刊发表三篇论文，在相关领域，雷爱文正走在了科研的无人区，这些研究成果解决了哪些世界性难题？对社会未来发展有哪些重要影响？近日，雷爱文接受湖北日报记者专访，讲述这些突破性研究背后的故事。

三篇论文聚焦合成电化学

“三篇研究论文，很好代表了课题组在合成电化学领域的三条研究脉络。”在武大化学与分子科学学院一楼，一个紧挨着车库的办公室里，记者见到了这位学者。在指导学生修改论文的间隙，雷爱文详细介绍了这些研究突破。

7月在《科学》发表的可编程波形交流电解新技术做到了从“0”到“1”的突破。相对于直流电，交流电具有极性反转和周期性波动的特点，并且具备如波形、频率、占空比等更多可调节电学参数的优势，为实现精准物质制造提供“无限潜力”。8月在《自然》上发表的论文关于电催化还原氘代反应，通过电催化阴极还原策略，课题组成功合成了13个氘标记的药物分子，充分展示了其在药物开发和实际应用中的巨大潜力与广阔前景。

11月发表在《科学》杂志上的“电还原二氧化碳耦合氧化羰基化反应”一文，通过模式创新，将工业上最常用但有毒有害的一氧化碳，升级替换成惰性但无毒的二氧化碳，高效合成了医药和农药领域有重要应用的非对称脲。雷爱文说，这种新模式推广到化工生产中将直接消纳大量二氧化碳，不仅在能源消耗层面，更是在物质转化层面助力国家碳达峰碳中和战略。

做科研要敢于做梦、善于合作、贵于坚持

2005年3月，雷爱文从美国学成归国，在武大化学与分子科学学院开启科研工作。

“作为科研工作者，大家都有在《自然》《科学》上发文章的梦想。”雷爱文笑着说，“没想到梦想成真，是在快20年后。”

雷爱文回忆，刚开始工作时，血气方刚的他也称得上“卷王”，在多个化学领域权威杂志发表论文，归国5年获“国家杰青”、9年被评为“长江学者”。为了做同步辐射实验，他联系国外课题组，飞往世界多地做实验。“想科研、想进展、想突破，把我的头发都熬没了。”雷爱文摸了摸头顶，幽默地说道。

“做科研要敢于做梦、善于合作、贵于坚持。”雷爱文认为，成功的科研不一定要有所谓的先决知识，有一个idea（想法）就可以开始。他带领课题组7月在《科学》杂志发表的文章，就来自一个近乎于“白日梦”的idea。

2016年，雷爱文团队在试验中首创使用交流电，试图通过正负极快速切换，从而实现正负极产生活性物种的相互偶联，此前，从未有前人在类似试验中使用过交流电。经过一次次的失败和不断的迭代优化，8年后，不对称交流电解这一全新的绿色合成技术终于问世。

“即便看起来是天方夜谭，与传统教科书相差甚远，也不要放弃尝试。坚持下去，也许会有意想不到的收获。”雷爱文说。

助力发展新质生产力

近20年来，雷爱文一直围绕绿色合成化学新反应和新方法等科学问题，对氧化偶联反应模式及机理、光电纳米催化，以及同步辐射表征技术进行前沿性和创新性研究。近10年，雷爱文的主要精力，放在了合成电化学这一前沿领域。

“如果能够将电合成新技术应用到万吨级的大宗化工产品的制造上，将为国家发展新质生产力提供重要助力。”雷爱文告诉记者，他目前正在努力推动电合成新技术产业化，希望将论文中的前沿科学成果进一步落地。

“当前能源获取仍然以化石资源为主，不可避免地产生了高污染、高能耗、高风险等社会问题。”雷爱文介绍，科学家们一直在寻找替代传统化石资源的绿色能源，绿色电能是最有可能实现能源革新的重要一环。

国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）把电合成新技术选定为2023年度化学领域十大新兴技术之一，因为其“绿色、安全、低能耗”的特性，这些特性正好对应解决化石能源导致的环境问题、安全问题以及高能耗问题。雷爱文说，希望针对国家和生产企业在化工生产中的最急切的需求开展科研攻关，早日实现对传统基于化石能源生产工艺的更新换代，促进化工生产由“热驱动”转型为“电驱动”，实现绿色、智能和高端化的全新路径。

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