在化學元素Na和Cl之間,除了我們熟知的食鹽--NaCl外，能否存在其它計量比的化合物？
能！最新出版的Science上一篇文章給出了肯定的答案：在Na和Cl之間，除了NaCl外，在高壓下，Na3Cl, Na2Cl, Na3Cl2, NaCl3, NaCl7同樣可以穩定存在。這完全不同於，經典化學理論對於NaCl是Na和Cl之間唯一化合物的認知。這篇文章的發表，打破了八電子規則基礎化學理論，讓一切皆有可能。這個突破傳統理論的研究工作，是由我校理學院張葳葳副教授及其合作者完成的。
打破經典 標新立異
八電子規則指出，原子之間形成化合物的時候，通過電子轉移，共享電子對而使之具有惰性氣體的八電子穩定結構。依據這一規則，11配比的NaCl長期以來被教科書公認為Na和Cl之間唯一穩定存在的化合物。然而，張葳葳老師及其合作者，理論預測了多種其他成分比化合物的存在，並實驗合成了經典化學理論所不允許的Na3Cl和NaCl3兩種化合物。理論預測和實驗現象高度契合，確定了違背八電子規則的反常計量比化合物的存在，這挑戰了基礎化學理論，開創了化學研究新領域。
勤奮求學 夯實基礎
張葳葳老師，是迄今為止我校以第一作者身份在science上發表論文者中最年輕的一位。1993年9月，青澀稚氣的她帶著美好的理想來到她夢寐以求的吉林大學物理學院，成為眾多孜孜以求學子中的一員。經過四年的本科學習，她對物理學產生了濃厚的興趣，決心要在這一學科領域繼續走下去。
1997年到2003年，她來到吉林大學超硬材料重點實驗室，師從中國科學院院士鄒廣田先生，碩博連讀。鄒先生是中國高壓界的領軍人物，該實驗室是中國第一個靜高壓國家級重點實驗室，有著高壓方向國內一流的師資隊伍，雄厚的技術實力和良好的科研環境。就是在這樣氛圍的薰陶下，張葳葳廣泛涉獵高壓相關的各種技術手段和實驗方法，堅持在高壓領域向深度和廣度兩方面擴展，為她日後的科研工作打下了堅實的基礎。
從吉林大學獲得博士學位後，張葳葳沒有停下學習的腳步，她進入中科院物理研究所極端條件重點實驗室，跟隨靳常青研究員繼續博士後研究，在導師指導和幫助下，得到國家自然科學基金青年基金項目資助，搭建中國首套高壓原位磁性測量系統。
2006年博士後出站，張葳葳入職我校理學院物理系，主講本科生基礎課《大學物理》，《大學物理實驗》以及《大學物理演示實驗》。
盡職盡責 兢兢業業
物理是基礎學科，物理課在培育學生嚴謹的治學態度、全面的實踐能力、良好的科研素養和開拓的創新精神等方面都有著不可替代的作用。如何更好地上好《大學物理》這門課，讓同學們學到真本事？這是張葳葳老師來到我校後首先想到的問題。為此，她不斷嘗試各種方法，介紹科技前沿、講述物理學史，引進英文教材、試行雙語授課等等。為了能將雙語課程講好，她時常備課到深夜。精心的準備，換來的是一次次精彩的講解。把科研思路和科研方法帶入課堂, 要讓學生學會學習、學會思考、學會獲取和處理信息，學會發現問題、提出、分析和解決問題」，她堅持在教學中滲透著對學生科研和能力的培養，堅持教書的同時育人。
在青藏高原上為什麼水到80oC左右就會沸騰？燉肉時為什麼用高壓鍋能更快燉爛？課堂上，張葳葳老師總是喜歡把生活中的一些相關物理現象帶進來，激發同學們的興趣，引發同學們的思考，另一方面她也注重灌輸物理學的重要性，這是張葳葳老師在本科教學中慣用的教學方法和教學範式。調動興趣能激發大家的學習熱情；引起重視，則能激發學習的能動性和創造性。她時常告訴同學們，一直以來，物理學為科學技術的進步和飛速發展，提供了許多成熟的理論和實驗方法現今，物理學更是成為其他自然科學研究和工程技術領域不可或缺的工具類學科。
張葳葳老師在教學內容、教學方法、教學範式和教學手段各個方面的獨具特色的創新，在實際教學中取得了明顯效果，獲得了認可，在2013年我校青年教師教學基本功大賽中，她榮獲校級優秀獎。她認為，作為一名合格的大學老師，要培養優秀的學生，除了注重教育教學方法，自己更要有淵博的知識體系。「即便是看似簡單的知識，想要深入淺出的給學生講懂，講透徹，也需要有廣博的知識儲備，需要對物理概念有深刻的理解。而科學研究正是教學新鮮血液的最佳來源地。」出於這個理念，儘管她在職期間平均年學時超過300，張葳葳老師仍然儘可能擠出時間堅持做科學研究，「在學校7年教學和科研的付出與積累，為在美訪學期間的集中突破奠定了基礎」，她說。
勇於挑戰實現夢想
早在吉林大學讀書期間，她就曾夢想著要在高壓領域有所突破。但是，高壓這種技術手段，可以與多個學科結合，諸如物理，化學，材料學，生物學，地學，電子學等，覆蓋面廣，浩如煙海，選擇哪裡作為自己的突破口呢？在以後十多年的學習和科研中，她一步步細化自己的前進的方向。2009年10月，我校的青年教師成長工程項目資助計劃公布，張葳葳老師的名列其上。2010年9月，她赴美國紐約州立大學石溪分校地學系開始訪問學者合作研究。
從進入高壓實驗領域開始，張葳葳就經常有一些看似稀奇古怪的想法，同時她喜歡嘗試，試行自己的想法。在紐約州立大學石溪分校訪學期間，她的這種「異想天開」和合作導師Artem R. Oganov 教授很「合拍」。就拿這篇文章來說，在她之前，Oganov 教授曾經建議過類似想法給其他人，但沒有引起足夠的興趣和重視，而與之錯失交臂。從事高壓實驗研究多年的張葳葳，出於科研敏感，對與高壓實驗密切相關的NaCl，有著強烈的探知興趣。 所以，與教授一拍即合，接下了這個課題。
說做就做，可是她一直從事高壓實驗領域的研究工作，高壓理論計算領域是零基礎，怎麼辦？張葳葳開始「惡補」計算理論。實際上不僅理論知識，相關代碼，軟體也是攔路虎，同樣從頭開始。通常而言，相關計算軟體以及基礎計算理論的學習，至少要花費一年半到兩年時間,但項目為期只有一年，所以只能咬牙擠時間，和時間賽跑。由於相關研究跨領域，工作過程中，必不可免涉及到很多陌生的英文專業詞，這更增加了她的學習難度。儘管如此，平均每本書，她要求自己最多1個星期啃下來，軟體則更短。「拿Matlab來說，從入手軟體，到第一個Matlab程序寫出來，我只用了4天時間。實際上這種友好界面的軟體，還是容易入手的，對於我這個實驗背景的人來說，最困難的是Unix下讀代碼，寫代碼，調程序。」張老師笑著說，「不過，緊迫的科研任務逼著自己快速學會很多東西，回頭一看，簡直不敢相信啊。」是啊，多少心血，時間的付出啊，那些日子，她常常忙到夜半，工作筆記足足做了厚厚的兩大本子。2011年9月，項目到期，她回國了。可是科研工作還要繼續著，工作討論不能停下來，由於中美時差的關係，好多次網絡討論都持續到北京時間後半夜。 每個寒暑假，這大塊可以潛心科研的時間，她總是不放過的，以至於近兩年的春節，留給家人的多是她抱著筆記本電腦奮戰的身影。張葳葳老師在美的工作也得到了外方教授的高度認可，並獲得了後續項目的資助。
談起科研工作，她眼裡閃爍著興奮的光芒，「我有『頑固』的好奇心，什麼事情，一旦感興趣，鑽研上了，一定要搞個明白，經常被人說成『太較真』。」正是這種執著的追求精神和創新精神，讓她向夢想一點點靠近。功夫不負有心人，3年的努力，實驗方法和理論模擬有效的結合，使得張葳葳老師及合作者們的研究成果成功挑戰傳統化學理論，他們的文章被頂級刊物science接收。對此，她表示，「大多數人習慣於遵循已有的規律，很少有人願意挑戰基本規律和定律。然而，在一個統一的、固定的思維模式下，很難取得重大突破。科學研究的本質就是要破舊立新，要勇于堅持自己的想法，敢於探索新領域。」
談及這次問鼎science的感想，張葳葳老師飽含深情地說：「作為一個長期從事基礎課教學的女教師，工作的同時，肩負對家庭，孩子的責任，在30多歲時候，將自己的科研方向從實驗領域跨向理論計算領域，這有很大的風險，對我而言是個極大的挑戰，在迎接這個挑戰過程中，除了自己的潛心投入，很多因素對我有著助推作用。對此首先我要感謝母校、導師對我的培養，感謝我們我校青年教師成長工程項目的資助，感謝理學院領導和同事們對我的關心，特別要感謝紐約州立大學石溪分校合作導師Oganov教授對我的精心指導、鼎力幫助和關心支持，正是他們給了我創新的基礎和前進的機會。從1997年在吉林大學超硬材料重點實驗室接觸高壓學科伊始，懷著對科學前沿的美好憧憬，我在這個領域堅持不懈的奮鬥了16年。現在，我終於實現了當年的夢想。我要以此為新的起點，繼續勇攀科學的高峰。路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索。我願在科學的山路上披荊斬棘，勇往直前，為我們的祖國貢獻自己所有的青春和力量！」