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铺展的力量----读Zaera et al., PNAS
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很多人读文章偏重于科学内容，主要包括具体点子的创新性和结论的重要性等。我读文章喜欢钻研其“文学性”和“美学性”。读到写得好的文章，顿时有种非常酣畅的、赏心悦目的感觉。 有种科研是花拳绣腿，文章里首先画一个示意图说明合成路线，然后合成出两个样，用大家都会使用的仪器做简单表征，说一个样品比另外一个样品好，效果其好无比，后续研究正在进展中，有待下文报道。读起来就一个星期的工作量，并且没有什么Chemistry。 但是，在我自己的科研和听老一辈人的介绍中，我深深地体会到：好的文章读起来具有一定的复杂性。“复杂性”就是说要进行“铺展”。这如同拍电影：有的电影就直接地反映一件直接的事情，打来打去，热闹了一番，最后收场了。但是有的电影故事强调“做工”，里面有迂回曲折的故事，让观众看了电影以后觉得没有白买电影票。 最近读到一篇Synthesis of heterogeneous catalysts with well shaped platinum particles to control reaction selectivity, I. Lee, R. Morales, M.A. Albiter, F. Zaera*, PNAS, October 7, 2008, vol. 105, no. 40, pp. 15241-15246，我在思考一个问题：这篇文章为什么能发表PNAS？ http://www.pnas.org/content/105/40/15241.abstract 作者把四面体的白金颗粒和立方体（六面体）的白金颗粒分别放在氧化硅上，说烯烃异构化反应的选择性有区别。在这里，四面体的白金和立方体的白金都是别人早就合成出来的，把黄金颗粒简单地附载在氧化硅载体上，说效果有点区别。如果作者这么写文章的话，投JACS两页快报也投不中，更不用说PNAS了。 作者在这里展开了“拍电影”的行动，他们把文章分为几幕，每一幕卖力地表演，精心地拍摄： 第一幕，作者合成和白金胶体颗粒。合成方法虽然是前人报道过的，但是前人不是专门搞催化的，因此用了大量保护试剂。本文作者详细研究了合成条件对白金胶体的影响，说只有在一定条件范围内才能得到好结果。为了研究催化，作者说应该尽可能降低保护试剂的用量。 第二幕，作者把白金胶体放在载体上。按照常规思维，你报喜不报忧，直奔主题说你用了某种方法得到超级惊人的结果就行了。但是作者卖力地表演着：作者说他们用了三种负载方法，说有的好有的坏，只有某种方法才能达到理想结果。这里面作者也将了他们为什么要选取某种溶剂而不是另外一种溶剂。 第三幕，作者研究了负载型催化剂的活化。作者卖力地表演者，研究了不同活化条件对白金颗粒形状的影响。研究什么样条件下有机物保护剂才能被去除。 第四幕，作者研究了烯烃顺反异构，说两个催化剂的选择性有区别。有趣的是，他们并不是挑选一个条件说有区别，而是选取了很多预处理温度，发现高温预处理后，两个催化剂的选择性一样的。电子显微镜结果表明四面体白金颗粒“变形”成类似立方体的白金颗粒了，这就说明白金颗粒的形状对选择性的确有影响的。 这四幕故事，读起来如计算机程序：首先，其次，再次，最后，非常有逻辑顺序。在这个计算机程序中，有很多小的分叉：如果这个条件不行，则选取另外一个条件，同样非常有逻辑性。 总结：本文的卖点在于曾有人研究载体的形状和尺寸对催化效果的形象，也有人研究了金属颗粒的尺寸对催化效果的影响，但是金属颗粒的形状对催化效果的影响很少有人研究过。本文发现用胶体方法合成不同形状的白金颗粒，它们的烯烃异构化选择性有区别。 读这篇PNAS文章给我的启示就是写文章不要给人感觉象是一个星期工作量的廉价商品，而要有一定的复杂性。如果作者直奔主题，说把两种白金颗粒负载在氧化硅上，选择性有点差别，那么是发不了JACS两页快报的，更不用说PNAS了。这篇文章能发在PNAS上，除了新颖性、科研结果和作者的知名度外，一个重要的原因就是卖力地表演加上超级的写作水平。 我心目中好的长文章就是要能够看出明显的一幕一幕，每一幕的表演都很卖力。推荐另外两篇文章： D.H. Wang, Z. Ma, S. Dai, J. Liu*, Z.M. Nie, M.H. Engelhard, Q.S. Huo, C.M. Wang, R. Kou, Low-Temperature Synthesis of Tunable Mesoporous Crystalline Transition Metal Oxides and Applications as Au Catalyst Supports, Journal of Physical Chemistry C 112 (2008) 13499-13509. http://dx.doi.org/10.1021/jp804250f H.G. Zhu, Z. Ma, J.C. Clark, Z.W. Pan, S.H. Overbury, S. Dai*, Low-Temperature CO Oxidation on Au/Fumed SiO2-based Catalysts Prepared from Au(en)2Cl3 Precursor, Applied Catalysis A: General 326 (2007) 89-99. http://dx.doi.org/10.1016/j.apcata.2007.04.004 [ Last edited by rabbit7708 on 2008-10-23 at 10:29 ] |
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^_^@^_^(金币+3,VIP+0):多谢再次分享！
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读M. Shen, F. Zaera, Angew Chem Zhenmafudan @ 2008-10-24 11:46 欣闻以前师弟Min Shen的工作上了Angew Chem (Hydrocarbon Chain Growth on V(100) Single-Crystal Surfaces via Vinyl Intermediates, Min Shen, Francisco Zaera*, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 6583-6585.)http://www3.interscience.wiley.com/journal/120841455/abstract， 衷心祝贺他终于实现了梦想。 回想起以前读博士的时候和他在同一个实验室，看着他瞄准一个课题从零开始，历经艰难，终于修成正果。某种科研风格叫“短平快”，表现形式之一是虽然发了很多文章，但是东一榔头西一棒，没有形成体系。而Min Shen在Francisco Zaera实验室里面开展了非常系统的研究。 Francisco Zaera实验室20多年来系统地研究了白金和镍单晶表面的化学反应，最近几年开始研究金属钒表面的化学反应。Min Shen是实验室开展该研究的第一人。这个课题的起步是非常缓慢的：从公司里买来了钒单晶，装到超高真空装置里，仅仅清洗样品、确保仪器能工作就花了一年多时间。五年来，Min Shen系统地研究了钒表面氧气的吸附、水的吸附、甲醇的吸附和二碘甲烷的吸附等，发表了三篇JPCC和一篇Angew Chem。发表这些文章当然没有那么容易：有很多工作虽然初步结果很早就出来了，但是经过了反复验证和做后续试验，断断续续花了很多时间。文章和文章之间是有互相联系的，好比了解水的吸附有助于了解甲醇的吸附，了解甲醇的吸附有助于了解水的吸附，因此往往是几篇文章的结论都已经出来后，兜得拢了以后才能发系列文章。同时导师对发表文章的要求非常高，每篇文章得经过他手反复修改多次，这样每篇文章修改来回都要一年左右。国内很多人也许就在乎什么引用因子和文章篇数，说起来他们实验室发高档次引用因子纳米文章的博士生一大把。但是我要说Min Shen这种从零开始、做准备工作就花了一年多、遇到困难百折不挠和做系统严谨实验的精神非常值得我们学习。 这篇Angew Chem文章的内容很朴素：CH2I2在V(100)表面的表面化学研究。CH2I2是产生金属表面吸附态CH2的前驱体，即CH2I2能在金属表面分解产生CH2。表面科学家的实验意图，就是想看接下去，吸附态CH2能够转化成什么。以前已经有不少文献描述CH2I2在不同金属的分解，结论无非是CH2加氢变成CH4；CH2与CH2偶联变成CH2=CH2；CH2加氢成CH3，然后CH2插入CH3成CH2CH3，再加氢成CH3CH3等。偶尔也有C3生成，别人一般都认为这是CH2插入CH3机理导致的。 行情就是这样的：你研究CH2I2在某种金属上的吸附，如果只是发现有CH4产生，那么发不了文章；如果发现有C3生成，能发Journal of Physical Chemistry。这篇Angew Chem文章用了别人没有用过的金属钒研究很多人研究过的分子，发现有少量C3（丙烯）生成，为什么这篇文章能上Angew Chem？ 这篇文章是做实验和写文章都很强的结果，如果任何一个方面差一点，都不会发表在Angew Chem上。如果让一般人来写，只能发Journal of Physical Chemistry C。如果文章的标题只是“二碘甲烷在钒单晶表面的化学研究”，也上不了Angew Chem。但是写作者用了炉火纯青的手笔和巧妙的实验，加上奇特的结果，造就了一篇Angew Chem文章！ ABSTRACT: A four-step mechanism for thermal activation of methylene species on V(100) surfaces to generate propene is identified experimentally (see scheme). Dehydrogenation of methylene to methylidyne and coupling with another methylene group gives a vinyl intermediate, which reacts with a methylene group to form an allyl species, which is finally hydrogenated to propene. This provides evidence for the possible role of vinyl intermediates in Fischer-Tropsch synthesis. 本文的卖点是发现在V(100)表面，CH2插入CH3的机理不存在，存在的是一种新的机理，并发现了一个新的中间体：CH=CH2。这是非常奇特的结果，和文献中在其它金属表面得到的结果都是不吻合的，因此必须做大量实验使审稿人信服。 作者当然是做了大量实验，但是在表述上，他们使用了技巧。先讲总体趋势（一个投入量的CH2I2，说明得到什么产物，Fig S1），然后讲不同投入量CH2I2的结果（Fig S2），说都发现了C3产物。然后作者围绕着C3产物是怎么来的做了大量诊断实验和对照实验（Fig 1）。其中C3产物是如何形成的是本文的重点。 在写作手法上，很多人写文章都说XRD显示了什么，这个峰在什么位置，那个峰在什么位置，没话找话，用大量笔墨描述大家一看图就知道意思的图，报流水账。而这篇文章很少详细描述图，几乎没有说这个峰那个峰，没有用定量的语言，而是用简化的、定性的语言说作者做了什么什么诊断实验，有C3产物还是没有C3产物，这说明如此这般道理。所有的实验都不是为了实验而实验，而是有逻辑思考在里面，即：我做这个实验要证明什么？反映什么道理？通篇文章读起来不象记叙文，不象说明文，而象议论文，象JPCC文章的讨论部分。在语言方面，如行云流水，收发自如，甚至一句话能描述两个诊断实验。 从这篇文章我得到的启发是：如果有的人只是报数据说XRD显示了什么什么，EXAFS显示了这个峰那个峰的话，是很难中Angew Chem的。也就是说写这种文章不要给审稿人一种感觉好像这篇快报是长文章的压缩版。如果审稿人吃到“压缩饼干”，就会想为什么这篇文章应该发在Angew Chem而不是其它专业杂志。 以下是作者的其它文章： Oxygen Adsorption and Oxide Formation on V(100) Surfaces Shen, M.; Ma, Q.; Lee, I.; Zaera, F. J. Phys. Chem. C.; (Article); 2007; 111(16); 6033-6040. DOI: 10.1021/jp070444i Thermal Chemistry of Water Adsorbed on Clean and Oxygen-Predosed V(100) Single-Crystal Surfaces Shen, M.; Zaera, F. J. Phys. Chem. C.; (Article); 2007; 111(36); 13570-13578. DOI: 10.1021/jp074274l Methanol Adsorption on Clean and Oxygen-Predosed V(100) Single-Crystal Surfaces Shen, M.; Zaera, F. J. Phys. Chem. C.; (Article); 2008; 112(5); 1636-1644. DOI: 10.1021/jp0775653 [ Last edited by zhenmafudan on 2008-10-25 at 21:46 ] |
18楼2008-10-25 20:52:16
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kelg6楼
2008-10-23 22:48
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fox-fox12楼
2008-10-25 01:07
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2008-10-25 11:26
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