燕归来 | 张文彬：化学世界里的小细节与大关怀-凯发k8一触即发

邂逅化学：意料之外的风景

张文彬的办公室位于北大化学与分子工程学院的众多实验室之间，乍一走进去，这里的陈设显得有些特别。屋子里不仅有着颇具“化学特色”的各类专业书籍、分子模型、打印出来的论文等，也有一些看起来与化学无关的东西，如案头挂了大大小小的毛笔、书架上摆着许多关于历史与艺术的书籍......

张文彬办公室的各类模型

张文彬对书法、诗歌、历史、艺术等都非常感兴趣。在如此广泛的兴趣中，谈到为什么选择化学作为本科学习的专业，他用了“凑巧”这个词。张文彬与化学的故事，更像是缘起于一场美妙的邂逅，却在意料之外处寻得了别样的美丽风光。

高中时的张文彬对医学心怀憧憬，曾立志成为一名医生。2000年，还在读高中的张文彬获得了化学奥林匹克竞赛全国一等奖，得到了保送北大学化学的机会。他原是抱着转入医学部的念想来到北大开始大学生活的，也曾旁听过医学部的课程、咨询过转专业的渠道，但最终还是由于相关规定的限制未能如愿。既来之则安之，张文彬决定“干脆就做好手上的事情”。对“做好手上的事情”的坚持也始终贯穿着他的学术生涯。

大二上学期，张文彬加入了裴坚老师的团队，在老师的指导下进行有机化学、高分子材料相关的研究。真的“钻”进了化学研究当中，张文彬发现这个学科令他惊喜又着迷——化学研究既需要形象思维，又涉及抽象思维，这里有很多漂亮的分子结构，搭建分子结构就像搭积木一样有趣又有成就感。与化学科研实践的接触让张文彬感到，这个学科真的“很好玩”。

本科阶段临近尾声，张文彬决定申请出国深造。起初申请并不顺利，他在北京做了一年多的“北漂”。但面对挫折的思考和时间的积淀反而让张文彬更加明确了自己的心意，坚定了要进一步从事化学研究的信念。

2006年起，张文彬在美国阿克伦大学高分子科学系开始博士生阶段的学习，师从程正迪教授。程正迪主要从事高分子物理方面的研究，张文彬则在分子设计方面常常迸发出特别的灵感。他与导师在研究思路和特点上各有所长，形成了一种很好的结合，他往往能够很快地将导师在物理上的直觉转化成一个真实的分子。在跟随程正迪开展研究的过程中，张文彬如鱼得水，不仅帮助导师开创了一个专门做合成的小组，还形成了巨型分子的研究方向。

传统的高分子往往是一个柔软的链式结构，如果将这根链条上的每一个单体变得很大，这样得到的新分子会有什么不同呢？一方面，分子的形状更刚性，变得更加可控；另一方面，分子的复杂性也增加了，允许更加精细的修饰。张文彬拿着分子模型绘声绘色地解释着“巨型分子”的概念。他在读博期间发展出来的这一研究方向将形状的概念引入到高分子的研究之中，用形状和表面官能团来操控分子组装，使其在极小尺寸上呈现出独特的行为。

这样首创性的尝试过程中不免遇到许多困难，但张文彬颇为享受研究、探索的过程。他将困难视作机遇，挑战中往往孕育着创新的火花。

在读博期间，导师希望张文彬能做出非常纯净的样品，这对于大分子而言是一个巨大的挑战。为了规避直接用高分子与c60反应所得产物难以纯化的问题，张文彬使用了当时刚刚兴起不久的点击化学，高效地合成出百分百单官能化的样品。这是张文彬在博士期间第一篇论文的主要内容。突破了这一难点，后续的高分子构建工作就便捷了许多。读博及博士后在站期间，张文彬就这样怀着对研究领域的高度热情与不怕困难的精神，锐意进取，钻精研微，取得了颇为丰硕的成果。

广阔天地：带着好奇一路开拓

2006年至2013年期间，张文彬在美国求学，与此同时，他也时刻关注着国内的发展。这几年里，中国的经济社会经历了巨大的变化，张文彬在海外牵挂着日新月异的祖国，在博客上写下这样的志向：“我不希望只做一个中国崛起的见证者，更希望成为一个参与者。”

回国对张文彬来说是自然而然的事。2013年，他回到祖国和北大，在这片魂牵梦萦的土地上，真正成为了一名中国崛起的参与者。

回到国内后，张文彬依然始终关注着巨型分子的相关话题，同时也在探索着更广阔的天地。“好玩”和“有趣”是张文彬提及这些研究内容时常用的形容词，已经是教授、博士生导师的他，在谈到自己的研究时依然充满着好奇与兴奋。

近年来，张文彬的大部分精力投入到了拓扑蛋白质的研究上。这是他在加州理工进行博士后研究工作时萌生的想法。当时他接触到分子生物学的相关内容，立刻为其所吸引，认为细胞堪称高分子化学的典范，成就了高分子化学家的梦想。回国后，他致力于将合成高分子与生物大分子的设计理念和功能基元结合起来，优势互补，开发新型的非传统大分子，其切入点就是“拓扑结构”。生物大分子如蛋白质尽管精确，但由于其模板合成机制，大多都是线性主链结构。张文彬的工作致力于将线性的蛋白质结构改造为环状、打结、甚至链环结构。这一尝试最初完全是出于好奇心，想知道如果结构变化，蛋白质的性质会发生什么样的改变。初步探索之后，张文彬发现这是蛋白质功能改性的有效策略。以绿色荧光蛋白为例，普通的绿色荧光蛋白加热之后会褪去颜色，但将其改造为索烃结构之后，尽管升温依然会使其变性褪色，但一旦回到室温，荧光又可以很好地恢复。

沿着这条道路，利用可基因编码的多肽标签-蛋白质化学反应，通过合理的设计及与蛋白质折叠的结合，张文彬及其团队已经合成了多种具有复杂拓扑结构的蛋白质，包括轮烷蛋白质、打结蛋白质、套索蛋白质，蛋白质索烃等。张文彬希望这些结构能够在蛋白质药物、蛋白质材料、工业酶以及其他的生物制剂方面发挥作用，实现更广泛、更高效的应用。

拓扑蛋白质的“可编程化”精密合成

除此之外，作为教师的张文彬也一直在探索如何将化学与更广阔的领域相结合，并将其与学生分享。他正在构思一门有关化学与艺术的课程，讨论“化学中的艺术”与“艺术中的化学”。这与他一直以来对艺术的兴趣有关。他希望能把这门课设计得“有意思”，让学生在一门课中体验到化学与艺术交叉的双重之美。一方面，对于张文彬而言，分子设计和分子排列就是一种艺术，是一门“分子建筑学”，而化学过程和化学实践，也处处都充满了艺术之美；另一方面，艺术中也涉及了许多化学知识，从原始社会中用天然颜料在墙壁上作画，到陶瓷、金石、玉器、笔墨纸砚，再到今天丰富多彩的艺术形式，其中都蕴含着化学的贡献。

好奇与兴趣是张文彬开启新世界大门的钥匙，怀揣着仿佛永远也不会熄灭的新鲜与热情，他始终在开拓、探索，深耕于化学的沃土之上，也一次次收获累累硕果。

春风化雨：于细节处育人

学生对张文彬的评价中常出现这样几个关键词：敢创新、有激情、因材施教。创新与热情是张文彬对待科研工作时的精气神，因材施教则是他作为教师的最大特点之一。像对待科研一样，他在与学生相处时也能关注到最微小的细节，从每个学生的个性、状态入手，设身处地为学生着想，于细微处育人。

张文彬与学生秋游长城

张文彬在步入研究生阶段之前，曾经度过了一段“迷茫”时期。他感到自己并没有想好为什么要读研，也对科研需要的素养、即将面对的生活没有清晰的认识。“北漂”的经历让他想清了很多事情，也使得来之不易的读研机会更有成效。有了这样一段经历，成为教师后，他十分关注同学们在类似方面的困惑和需求。他与邹鹏老师一起主持“学术道德规范和科技写作”课程，希望能为研究生适应新的学习生活阶段起到指引作用。在课上，他们邀请很多不同院系、不同领域的老师来讲研究生生活的各方面知识，从学术道德规范到学术论文写作，再到师生关系等，有时还会请博士后和高年级研究生来分享科研经历。张文彬说，他想建设一门尽可能涵盖研究生教育方方面面的“有趣又有用”的课程，无论是形而上地讨论科学哲学和科学精神，还是具体而微地教学生如何写论文与答辩，抑或是关注到学生的心理健康，每一节课的主题设计、每一位主讲人的选择，都饱含着对学生的深深关切。

多年前，在求学过程中的低谷期，张文彬偶然看到一篇题为"how to be a star engineer"的文章，从中受益良多。他现在也常常将这篇文章推荐给同学们，希望大家能够认识到，重要的不仅仅是个人的资质，还有如何把个人的资质转化为产出。这一转化过程需要一些后天培养的能力。这是同学们应当关注的重点，也是导师们能够以经验和专长来帮助和引导他们的地方。

在一对一指导学生这方面，张文彬也非常用心。曾有一个学生从本科时就在张文彬的团队里参与研究，颇有天分，但个性较强，不喜欢过多的约束。对这样的学生，张文彬因材施教，给予他最大限度的自由，并尽可能提供充分的支持。他惊喜地发现，有了足够大的自由空间，这位学生的潜力和主动性反而被极大地释放出来。他根据自己的兴趣不仅自学了蛋白质工程知识，还主动钻研了计算机编程，在计算机辅助的拓扑蛋白质设计方面做出了极具开创性的工作。张文彬深感求学过程中师长们的信任、鼓励与关怀对自己的帮助之大。他也希望能把这一份信心、热情和支持传承下去，让自己的学生更为全面地成长，充分释放他们的潜力。

在学生眼里，他会耐心鼓励组员一步步做得更好，会熬夜帮学生逐句改论文，会根据学生的反馈调节课程内容与课程节奏，会在课程中鼓励学生进行创新与拓展，会与学生谈天说地、无所不聊……对他们来说，张文彬既是科研上的指导者与榜样，也是生活中亦师亦友的领路人和同行者。

人物简介：

张文彬，2004年获得北京大学理学学士学位，2010年获美国阿克伦大学博士学位。北京大学化学与分子工程学院教授、博士生导师、特聘研究员。主要研究领域为高分子化学与物理和蛋白质工程。自独立开展工作以来，以“精密结构高分子”为中心，致力于集成合成高分子和生物高分子的设计理念和独特基元，发展具有不寻常结构和性质的精密结构大分子，并探索其在生物医药领域的应用。至今为止，已在science, proc. natl. acad. sci. usa, j. am. chem. soc., angew. chem. int. ed., acs cent. sci., giant, macromolecules等国际重要学术期刊上发表论文共134篇，其中102篇为第一或通讯作者，总他引4000余次。曾获日本化学会杰出讲座奖(2017年)、国家杰出青年基金（2019年）、bayer学者奖（2021年）等荣誉和人才计划。