催化，如同点石成金的魔力，深刻地改变着人类社会和现代科学的进程。而在催化的世界里，催化剂就好比是神奇的魔法棒，它能够加速化学反应，让不可能变为可能。也正因如此，开发高效的催化剂成为了化学及化工学科最重要的研究目标之一，一直备受科学家们的关注。
自 20 世纪 60 年代以来，科学家们就梦想着能够研发出一种金属原子利用率达到极致，并且催化位点和模式都非常清晰的异相金属催化剂。然而，这一梦想却迟迟未能实现，主要原因就在于缺乏简便易行、应用范围广泛的单原子异相催化剂制备和科学表征方法。
就在科学家们苦苦探索之时，单原子催化领域的突破为他们带来了新的希望，也为高效催化剂的研发开辟了一条崭新的道路。最近，中国科学院院士、清华大学化学系教授李亚栋，就因其在
「单原子催化」领域的开创性贡献荣获
2024
未来科学大奖「物质科学奖」，这无疑是对他在该领域贡献的极大肯定。
那么，究竟什么是催化呢？李亚栋教授用简洁易懂的语言解释道： 「如今，绿色化工和能源革命等领域的发展都离不开催化技术，而单原子催化正是在这一大背景下应运而生的。」他进一步解释说，催化就好比是给化学反应添加了一剂「催化剂」，使其反应速度加快，而单原子催化则是指催化反应发生在单个原子上的过程，它可以最大限度地提高金属原子的利用效率。
相比传统的催化剂，单原子催化剂最大的优势在于它理论上可以实现 100% 的原子利用率，这意味着它在推动现代化工产业转型升级方面拥有巨大的潜力，也预示着单原子催化技术未来一片光明。
早在 2005 年，李亚栋教授就在纳米材料合成领域取得了突破性进展，他在【自然】杂志上发表了一篇题为【纳米晶体合成的一种通用策略】的论文，报道了他通过巧妙的调控机制，实现了对不同类型纳米晶的可控制备，包括贵金属、磁性材料、半导体等，这一成果也入选了「 2005 年度中国基础研究十大新闻」。
近年来，李亚栋教授将自己的研究重心转移到了单原子催化领域，并致力于推动该技术的进一步发展和应用。他将单原子催化的发展历程划分为三个阶段：首先是证实新发现，深入研究其科学内涵和未来前景；其次是建立合成方法，打造单原子催化剂的
「工具箱」；最后是推动单原子催化剂的大规模工业化应用，让更多国家和人民从中受益。
目前，单原子催化的发展已经接近第二阶段的尾声，并开始迈向第三阶段 ——工业化应用阶段。 在多年的研究中，李亚栋教授带领团队系统地开发出了一套可设计、可控且具有普适性的单原子催化剂合成方法，他们几乎可以将元素周期表中所有重要的催化元素都转化为单原子催化剂，并实现了将纳米催化剂直接转化为单原子催化剂的技术突破，极大地促进了单原子催化的工业化进程。
谈到单原子催化技术距离大规模工业化应用还有多远时，李亚栋教授充满信心地表示：
「目前，单原子催化的中、早期阶段的研究已基本完成，我们已经可以根据不同的需求‘对症下药’了。」
据他透露，目前，汽车尾气催化剂、润滑油氢化等项目的工业化中试试验正在进行中，预计未来两三年内，单原子催化技术将在相关领域实现大规模工业化应用。
回顾李亚栋教授的科研之路，可以发现，这是一段充满着挑战与机遇的精彩旅程。 1986 年，李亚栋教授从安徽师范大学本科毕业，尽管当时的他的成绩并不突出，但他始终相信，只要肯努力，就一定能够取得成功，这一点从他后来选择继续深造就可以看出。
硕士毕业后，李亚栋教授选择留校任教，并一步一个脚印地从助教晋升为副教授，在此期间，他还曾短暂地兼职过企业工作。
这段经历磨练了他的意志，让他更加坚韧不拔。令人意外的是，直到在中国科学技术大学化学系攻读博士学位期间，李亚栋教授才真正对化学产生了浓厚的兴趣，并最终在这个领域取得了举世瞩目的成就。
对于此次获奖，李亚栋教授始终保持着谦逊的态度，他坦率地承认，自己的工作并非 「从 0 到 1 」的原创性突破，而是建立在无数前人的研究基础之上的。 他认为，科学的发展需要一代又一代人的不懈努力，只有坚持不懈地探索，才能最终取得突破，实现从量变到质变的飞跃。
