在中國化學(xué)會第29屆學(xué)術(shù)年會召開期間，筆者碰巧聽到了北京師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院那娜副教授所作的學(xué)術(shù)報告，再一次領(lǐng)略了在分析科學(xué)創(chuàng)新研究中學(xué)科交叉的魅力。
那娜，女，2002年獲河北大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院學(xué)士學(xué)位，2005年于北京師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院碩士畢業(yè)，同年赴清華大學(xué)攻讀博士學(xué)位，師從張新榮教授。2007年9月～2008年6月在“國家建設(shè)高水平大學(xué)公派研究生項目”資助下，作為聯(lián)合培養(yǎng)博士生赴美國普渡大學(xué)化學(xué)系庫克斯(Cooks)教授組學(xué)習(xí)。2009年獲清華大學(xué)化學(xué)系博士學(xué)位，現(xiàn)為北京師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院副教授。同時兼任英國皇家化學(xué)會旗下J.Anal.Atom.Spectrom.雜志的中國區(qū)新聞記者。
納米材料表面化學(xué)發(fā)光是樣品分子在納米催化劑表面發(fā)生催化氧化反應(yīng)時伴隨的化學(xué)發(fā)光現(xiàn)象。近年來，那博士和她的合作者們對納米材料表面的催化化學(xué)發(fā)光現(xiàn)象進(jìn)行了深入系統(tǒng)地研究，設(shè)計了一系列適用于有害氣體和揮發(fā)性有機物檢測的傳感器。具體而言就是，不同的樣品分子在同一種納米材料表面響應(yīng)所得到的化學(xué)發(fā)光信號不同，同一種樣品分子在不同納米材料表面上的化學(xué)發(fā)光響應(yīng)信號也不同。因此，每一種物質(zhì)若在一組特定的納米材料上進(jìn)行響應(yīng)，就可以獲得該物質(zhì)的化學(xué)發(fā)光信號指紋圖譜。利用線性判別分析（LDA）方法對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而可實現(xiàn)不同樣品分子的識別。由于各傳感單元的發(fā)光強度和光譜特征又能夠通過溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此這種傳感器陣列可綜合化學(xué)發(fā)光強度、光譜變化、溫度效應(yīng)所提供的多維信息進(jìn)行樣品檢測，具有較強的識別能力。
但是這類傳感器陣列仍存在一些應(yīng)用上的局限。譬如對于氣態(tài)烴類物質(zhì)而言,當(dāng)使用堿土納米材料作為感應(yīng)單元時，它們的催化發(fā)光活性非常差；再譬如，如果不采用高溫和大體積進(jìn)樣的話，該技術(shù)很難用于檢測液態(tài)樣品。那博士和她的合作者們巧妙地將質(zhì)譜技術(shù)中的低溫等離子體技術(shù)和電噴霧離子化技術(shù)引入到他們的實驗裝置中，從而極大地提高了被分析物的催化反應(yīng)活性，實現(xiàn)了在相對低的溫度下對液態(tài)樣品（例如：糖尿病病人尿液中的糖）的分析。這一成果已發(fā)表在美國化學(xué)會分析化學(xué)雜志上。
如果仔細(xì)品味一下那博士在會議上所介紹的工作，它涉及了催化化學(xué)、質(zhì)譜技術(shù)、納米材料、化學(xué)計量學(xué)、光譜學(xué)、臨床診斷等諸多領(lǐng)域。它需要一個團隊的通力合作，而且這個團隊里成員的學(xué)術(shù)背景也應(yīng)是各有特色，互為補充。創(chuàng)新是一個民族進(jìn)步的靈魂，是一個國家興旺發(fā)達(dá)的不竭動力，這一點已為大家所認(rèn)可。那么，如何取得原始性創(chuàng)新呢？借助學(xué)科交叉來開拓新的視角，是實現(xiàn)創(chuàng)新的一條道路。
