陰亞楠：做實驗，也要做姑娘

文　陰亞楠

? 陰亞楠　清華大學核能與新能源技術研究院2012級博士生

尊敬的各位老師、同學，大家晚上好！

我是來自核能與新能源技術研究院的陰亞楠，師從王建龍教授，很高興今天能站在這里和大家分享我的科研經歷和感悟。

（一）

我來自產煤大省山西，煤礦為家鄉帶來財富的同時也帶來了嚴重的環境污染。

而在“霧霾”這個詞真正出現在公眾面前之前，我的家鄉早已深受霧霾的困擾。

不過之后來到北京，本以為從此解脫的我卻發現自己從一個霧霾重地跳進了另一個霧霾重地……

在中國，空氣污染成了每個人都不得不說的事兒。

但是作為一個環境人，除了抱怨之外，能夠解決這個問題才是我最大的夢想！

霧霾是什么？

它的組成其實很簡單，就是一些空氣中對人體有害的小尺度顆粒物。

而它最大的來源之一就是化石燃料的燃燒。

因此，要想根治霧霾，就要從其產生的地方著手。

于是，我思考：什么東西燒起來最干凈呢？

我想到了氫氣，因為氫氣燃燒只產生水，而且熱值高，能量密度大，是一種理想的清潔能源。

太棒了，當時真想為自己鼓鼓掌！

那么，氫氣又該從哪里來呢？

傳統的制氫方法能耗很高且不環保，所以如果可以結合環境，從廢物、廢水中制得氫氣，豈不是可以一舉解決水、氣、固三大環境問題？

當時感覺自己簡直是個天才，很快就能用這個想法改變世界！

但很快，現實就給了我迎頭痛擊……

（二）

利用廢物產氫早已是國內外研究的熱點，我也遠遠不是第一個想到它的人……

這條路難以回頭，在導師的鼓勵下我的博士課題就這么定了。

既然是研究熱點，代表它至少具備兩個特質：其一，它很有意義；其二，它很有問題。而我要做的，就是解決問題。

問題是什么呢？

所謂有機廢物發酵產氫的過程，簡單說就是有機物在一大群微生物的共同作用下通過一系列反應最終生成氫氣。

這個看起來和諧的大家庭，辦事效率卻異常低……

系統中的能量，首先需要供養這些“員工”，再經過每一個步驟的損耗，才能轉移到氫氣當中。

而更要命的是，這個機構中還存在一些“混圈的”涉嫌貪污——它們居然會吃掉氫氣！生成甲烷和有機酸等預想之外的有機物，造成能量的又一次虧失。

我不禁捂臉：“效率怎么就這么低……”

不過思來想去，我覺得可以從兩個方面著手：

一、消除耗氫步驟；

二、把多步轉化變為一步轉化，徹底消除能量梯級損耗的現象。

若干次凝望星空的我不禁想，在這個世界上是否存在這樣一種“乖巧的微生物”能完美地幫我解決這兩個小小的子問題呢？

即使存在，我要怎么找到它？

如果一個一個從現有的微生物中去試的話，那我可能畢不了業了……

與其找一個不靠譜的，不如造一個是否更靠譜一點？

某一次凝望星空的我突然從太空育種中得到了啟發：“是否可以利用電離輻照對生物的變異作用，來選育超級產氫菌呢？”

（三）

雖然通過控制菌種來源、輻射劑量等操作條件，已經大大降低了微生物選育的不確定性。但是微生物的變異仍然存在千萬種可能。

這導致我工作的起步就徹底埋頭在了涂平板中，并霸占了實驗室所有的恒溫搖床。

那時候，白天涂平板，夜里常常會做夢：“那些高效產氫的小旗子就在那里，我與它之間隔著平板堆成的大山，平板首尾相連可以繞地球兩圈……”

科研真是個體力活。

這一涂就是近兩年！

白加黑，五加二！

終于涂出來300多株具有產氫能力的微生物！

又從其中篩選出來2株超級微生物！

經鑒定這是兩株新的微生物，我們以核研院的英文簡稱INET將它們命名。

這兩株微生物可用于多種有機廢物的高效產氫。

近兩年的工作投入，終于讓我看到了曙光。

得到了心儀的“菌寶寶”，就要去實現廢物產氫了。而用于產氫的廢物，我選擇了污水處理廠的副產物——剩余污泥。它富含有機質，卻因為量大而且難處理，成了水處理中最頭疼的問題。

為了讓微生物更好地利用剩余污泥產氫，需要采取一定的手段破解剩余污泥。

剩余污泥本身非常臭，然而，處理以后的剩余污泥竟然更臭……

長期待在臭臭的環境中，我自己也變成了一個行走的“屎……寶寶”，一出門就會引起一陣騷動。

當時我負責課題組的財務報賬，記得有一次在實驗間隙跑去財務，財務老師隔著玻璃問我：“你有沒有聞到一陣臭味？”

晚上坐班車回學校，我身邊的同學也會比較痛苦。為了幫助營造和諧的乘車環境，我干脆住在了實驗室里。

有人問我：“一個女孩子，每天和臭烘烘的污泥打交道，你不覺得很痛苦嗎？”

其實回頭想一想，做實驗的痛苦最多也就是手忙腳亂。與之相比，真正痛苦的是在漂亮的結果出現之前，內心的懷疑。

我的實驗能成功嗎？我的實驗有意義嗎？

遇到兩大終極問題的時候，我就去看文獻。

看文獻，可以得到兩個結果：如果他能行，我也一定行；如果他們都不行，沒準我能行。

“那么我將有望成為實現某項技術第一人，從此名垂青史，走上人生巔峰。”

其實大多都是第一種情況，但是不可否認的是，對于陷于自我懷疑的人，有時候也需要一個白日夢的激勵呀……（苦笑）

（四）

隨著廢物高效產氫難題的攻破，文章和專利開始陸續到手。

正當我感到自己迎來了科研路上第一個春天時，我到丹麥科技大學進行了為期一年的聯合培養，來到了在新能源研究領域很有聲望的一個課題組。

這時候我面臨兩個選擇。

繼續之前的產氫研究，把我的“菌寶寶”直接用于新課題組現成的反應器中，高效且高產，著作等身不是夢。

抑或是利用這個機會開拓新的研究領域。

“帶著剛到新能源大組的一劑雞血，我決定開展一個新的課題，而且要跑在最前沿，好好地表現一下THUer的實力！”

我想氫氣已經可以自力更生不產生CO₂了，怎么才能發揚助人為樂的精神，幫助減少一下其他來源的CO₂呢？

可否不只是單純的減少，而是把無價值的CO₂變成有價值的東西呢？

結合廢物產氫的思路，我想到了利用CO₂來合成新型燃油。

“哇哈哈！這個idea必須穩啊！”

正著搜反著搜，可供參考的文獻不足10篇……

（五）

從微生物特性到反應條件，包括這個反應是否真的可以實現都是未知數。

面對未知的生物實驗，我看著反應瓶在那里搖啊搖，卻對里面正在發生的事情一無所知。

為了抓住反應過程中的每一個細節，我把取樣周期從一天一次縮到最短為一個小時一次。

在這一個小時中，45分鐘進行樣品分析，小跑在生物和化學兩棟實驗樓之間。

15分鐘用來休息，設個定時，靠在椅子上打個盹。周而復始。

就這樣，我的一天被切割成了24塊，而完成一批反應需要持續15天。

所以，我又住進了實驗室里。

丹麥是一個極度提倡環保的國家，奉行上班時間低溫供暖，下班時間不供暖。

我永遠忘不了北歐冬天的夜晚，沒有暖氣的實驗室，那是真的冷！

我把我所有的厚衣服都裹在身上，再套上白大褂。

同事們常常調侃：“你是來演北極熊的嗎？”

經過半年多的不斷摸索，從冬天熬到了夏天，終于打通了合成實驗的關鍵步驟。

目前，初步研究成果已發表在本領域的一區頂刊，我們拿到了第一作者和第一完成單位。

最重要的是，使清華大學和DTU在這一研究領域均占據了一席之地！

我想，這就是最完美的結局了吧。

（六）

一晃就要畢業了，距離解決環境問題還有很長很長的路要走。

我常常會想，做科研需要的是什么？

是天才式的智慧？

是魔鬼般的刻苦？

其實大可不必把科研說得那么神秘。

科研其實就是學校里的每一個人都在做的，在自我肯定與否定中螺旋上升，只是勤思考，不放棄每一刻閃現的靈感，每一個平凡的人都能做到的小事。

大家都在自己的領域努力著，去實現一個想法，解決一個問題，探索一個未知。在這條路上，我們距離“不平凡的創造”，可能需要的就是多一點點的執著、勇氣，還有一點傻傻的自信吧。

以上，就是我，一個從“中二少女”到“菌保姆”的進階之路了。

最后，要感謝師長的指導、同門的幫助。

感謝生命中遇到的每一個人、每一件事。