耶鲁体操主力 → 诺奖导师门生 → 有机合成女神

B站影视 欧美电影 2025-03-19 09:21 1

摘要:Chemistry World是由英国皇家化学会出版的杂志,主要发布化学相关最新的新闻、观点、评论和科研进展,不仅涉及科研工作,也涵盖业界资讯和深度洞察。

Chemistry World 是由英国皇家化学会出版的杂志,主要发布化学相关最新的新闻、观点、评论和科研进展,不仅涉及科研工作,也涵盖业界资讯和深度洞察。


大咖专访

‘You have to be flexible in order to be successful’ 智者若水,随形而化,终达浩瀚 Source: © Sarah RiceMelanie Sanford 是美国密歇根大学安娜堡分校的金属有机化学家。四十年前,她还是个小学生时,曾身穿粉色 Jordache 连衣裙,在课堂模拟辩论中代表美国首位女性副总统候选人杰拉尔丁·费拉罗 (Geraldine Ferraro),激情澎湃地为蒙代尔-费拉罗竞选组合辩论。那时的她梦想成为美国首位女总统——在 2024 年美国大选结束后她仍有机会,但如今的她正在化学领域打破性别壁垒 成长轨迹

在美国罗德岛 (Rhode Island) 州海港城市普罗维登斯 (Providence) 长大的 Sanford,父母都是政治活跃分子。她幼时起就随父母参与竞选活动:「记得常和母亲挨家挨户敲门发传单,这是我的童年记忆。」

Source: Wikimedia Comms

普罗维登斯 (Providence) 市中心无人机航拍图

虽然双亲非自然科学出身,但作为热衷女权等社会议题的学者(她母亲是大学政治学教授,父亲经营珍本书店),他们培养出女儿对知识的渴求。直到高中三年级,一位优秀的 AP 化学老师点燃了她对科学的热情。

「他让我意识到:原来我不仅喜欢科学,还颇有天赋。」Sanford 回忆道。这份觉醒让她斩获高中科学优等生奖项,铺就了通往耶鲁大学化学系的道路。


学术萌芽

在耶鲁大学的有机化学课堂上,面对满屋将这一课程视为医学院敲门砖的医学预科生,Sanford 不想随波逐流而是选择另辟蹊径。

她加入了 Robert Crabtree 的实验室,专注研究如何断裂号称「化学中最强单键」的碳氟键(碳氟键很强的原因是这两种元素的电负性差异非常大),本科阶段即参与合发了论文。

Source: Courtesy of Melanie Sandford

Robert Crabtree 是 Sanford 在耶鲁大学读本科时的导师

「我们当时研究的是通过电荷转移配合物 (charge-transfer complex) 对特氟龙进行表面官能化的方法」,她解释道。这一研究课题至今仍非常有热度,因为其与当今的研究热点——全氟芳烃类物质 (PFAS) 的污染问题——相关,尽管上世纪 90 年代学界更为关注的含氟氯烃 (chlorofluorocarbons, CFCs) 的大气污染。

多重人生

实验室外的 Sanford 是耶鲁大学体操队主力。「每天训练,赛季周末全美参赛」,这种高强度训练持续了她的整个本科阶段。

Source: Courtesy of Melanie Sandford

现在作为观众的 Sanford 在中学和大学本科期间曾参加体操比赛

暑假时她还在美国首都华盛顿 NRL 研究实验室开展生物传感器的研究,很享受沉浸于政治与科学交织的那种独特氛围之中。

从耶鲁大学先后获得学士和硕士学位并在博士生涯开始之前,她回忆起在波士顿 Au Bon Pain 快餐店打工的经历:「当时我只能做个‘沙拉女孩’,因为做三明治是专属于男性的岗位。」,在那时的环境下职场性别歧视随处可见。

科研淬炼

在结束了短暂的“沙拉女孩”经历后,Sanford 进入美国加州理工学院攻读无机化学博士,并加入后来荣获 2005 年度诺贝尔奖的 Robert Grubbs 实验室。

Source: © Sarah Rice

Sanford 在加州理工学院师从 Bob Grubbs(最左),研究方向为复分解催化剂

在大量尝试设计新型钌催化剂经历无数失败后,Sandford 转向对已有催化剂的机理阐释。这项催化剂工作原理的详细研究——包括催化循环中每一关键步骤的识别,以及关键性的成键和断键反应——最终成为了她博士论文的核心。

丰硕收获

随着因为年龄原因而不得不淡出体操竞技生涯,Sanford 在加州理工培养出了新爱好:桌上足球 (foosball)。

Source: MakerWorld

一种桌上足球玩法

在波兰一次会议期间的惨败经历激发了她的斗志。通过每周五在加州理工教工俱乐部的鏖战,她最终修炼成顶级玩家。如今她的家中地下室仍备有球桌,与父亲和儿子的“祖孙三代锦标赛”成为了家庭传统。

她在加州理工的最大收获是邂逅同为化学家的丈夫 Antek Wong-Foy——某日她误将钥匙投入垃圾箱,前来相助的博士同学就此成为了人生伴侣,他们还曾一起完成了包括金属有机框架材料催化在内的多个研究项目。

传承之火

在美国普林斯顿大学开展博士后研究期间,Sanford 在 J T Groves 格罗夫斯的指导下转向金属卟啉化学,并体会到与自己的博士导师 Grubbs 截然不同的指导风格:「前者给予绝对自主,后者则事必躬亲。」

这种对比让她领悟导师真谛:「优秀的指导者必须能灵活做到因材施教。」她发现,有些学生喜欢大量的指导和频繁的面谈来讨论进展,而有些学生则更有兴趣自己进行探索,等他们自己有了眉目后再与导师讨论。此外,Sanford 指出,学生本人以及这名学生的需求在其读博期间通常都会发生变化,因此优秀的导师必须善于观察并具有适应能力。

这种理念在 Sanford 2003 年入职密歇根大学后持续深化;她的资深同事 Ed Vedejs——一位拉脱维亚裔的美国化学家——成为她的一名良师益友,从基金申请到论文写作都倾囊相授。

Source: © Sarah Rice

密歇根大学 Sanford 教授团队开展有机金属化学研究,特别是 C–H 键的催化官能化

在她的另一名学术生涯导师、宾夕法尼亚大学 Karen Goldberg 这名杰出先驱女性教授的提携下,Sanford 逐步建立学术影响力。当时 Karen Goldberg 教授还在华盛顿大学工作,Sanford 的学生邀请她到密歇根大学做演讲,之后 Sanford 与她共进晚餐,聊了几个小时。Goldberg 教授告知自己正在创办一个新的催化和有机金属化学中心,该中心由美国国家科学基金会资助,并邀请 Sanford 加入其中。

参与该催化研究中心的十年间,Sanford 教授与领域顶尖学者深度合作。「Goldberg 教授开拓了道路,让我得以相对顺利地前行」,她感慨道。2013 年晋升正教授时,Sanford 已培养出超过 60 名博士和 30 名博士后,她的团队始终保持着多元的学术生态。

「参加学术会议时,看到昔日的学生们在各领域大放异彩,是我最大的满足」,Sanford 说。她特别重视实验室的多元包容文化:「不仅是科研训练,更是如何实现多元化团队的传承。」

巅峰时刻

2024年,Sanford 成为创立近四十年的杨森有机合成创意奖 (Janssen Prize for Creativity in Organic Synthesis) 的首位女性得主,获奖理由是她的团队在温和低成本氟化工艺和过渡金属催化 C–H 键官能化领域的开创性工作。该奖历来被誉为“诺奖风向标”,往届得主包括 Barry Sharpless、David MacMillan 等后来获得诺奖的科学家。

Source: © Sarah Rice

Sanford 教授是“杨森有机合成创意奖”创办近 40 年历史上第一位女性获奖者

「希望这个开端能让未来的获奖者更加多元」,Sanford 教授明确指出,作为一名化学界女性,她所面临的任何挑战与一二十年前进入该领域和其它自然科学领域的女性相比都微不足道。

她说:「从我开始到现在,该领域的女性人数有了巨大的增长。」「许多开拓者,比如 Karen Goldberg 和她之前的人为我铺平了道路,让我在职业生涯中遇到的歧视相对较少。」

未来展望

如今,Sanford 教授团队正将基础机理研究拓展至电化学、光化学、放射化学等交叉领域,与陶氏化学等企业合作开发农用化学品合成新工艺,设计模块化原位光催化剂。

她强调「理解反应机理始终是创新的基石」,而她的团队也在不断努力,持续突破着放射性标记、正电子发射断层扫描 (PET) 的新型示踪剂、氧化还原液流电池材料等科学边界。

对于未来,这位打破无数天花板的科学家充满期待:「在有机与无机化学的交叉地带,仍有无数激动人心的发现等待揭晓。」

来源:化学加

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