博士论文大观 | Bettina Valeska Lotsch从氮化碳到可持续能源的化学蓝图

博士论文是学术研究的重要组成部分，它代表了一个博士研究生的学术水平和发展方向。通过阅读名家博士论文，我们可以深入了解其研究成果和思路，学习他们的研究方法和技巧，拓展自己的学术视野和知识面。同时，这些论文也可以激发我们的研究兴趣和热情，启发我们的思考和创新。

Bettina Valeska Lotsch（贝蒂娜·瓦莱斯卡·洛奇）是德国材料化学领域的杰出代表，现任马克斯·普朗克固态研究所所长及慕尼黑大学名誉教授。她的研究以精准的分子设计与功能材料开发为核心，致力于解决太阳能转化与存储的关键挑战，为氢能生产和CO₂还原提供了创新性解决方案。

学术生涯：从基础研究到学科引领

Lotsch于1977年出生于德国弗兰肯塔尔，1997年获得德国国家学术基金会奖学金，开启学术道路。2000年毕业于慕尼黑大学化学系，2006年师从沃尔夫冈·施尼克（Wolfgang Schnick）完成了博士论文，系统研究氮化碳材料的合成机制与催化特性。

2007年，她赴多伦多大学从事博士后研究，在纳米材料先驱Geoffrey A. Ozin团队中探索光子晶体的光学调控。2009年返回慕尼黑大学担任助理教授，并在马克斯·普朗克固态研究所建立独立课题组。2017年，40岁的Lotsch晋升为该研究所所长，成为该机构历史上最年轻的领导者之一。

关键科学突破

1、氮化碳光催化剂的优化
通过调控氮化碳的结晶度与缺陷态，Lotsch团队于2013年实现可见光驱动产氢效率的十倍提升，相关成果被引超千次。2017年发现“暗光催化”现象，揭示材料储存太阳能并延时释放的机制，突破传统光催化对持续光照的依赖。

2、共价有机框架（COFs）的能源应用
2015年设计出首例嗪基COFs光催化剂，将光响应拓展至近红外区；2023年开发环钯修饰COFs材料，实现近红外光（810 nm）下高效合成过氧化氢，钯原子利用率提升5倍。

3、跨尺度材料设计方法论
建立氮化碳结构-性能定量模型，开发原位光谱追踪技术，其表征方法被国际纯粹与应用化学联合会纳入标准指南。

Lotsch的研究成果发表于《自然》《德国应用化学》等顶尖期刊，主持欧盟“光催化材料2030”计划，2014年获欧洲研究委员会150万欧元资助。她培养的30余名博士生中，多人成为高校教授或企业首席科学家。作为马克斯·普朗克研究所首位女性所长，她积极推动科研性别平等，其团队女性成员占比达45%。

2025年，因“黑暗光催化”理论对可持续能源技术的推动，Lotsch获德国莱布尼茨奖——该国最高科学荣誉之一。

博士论文的延续性价值

Lotsch的博士论文虽聚焦氮化碳基础研究，却孕育出两大持久研究方向：1、分子网络工程：从氮化碳到COFs，拓展共价键合材料体系2、能源转换机制：从光激发到化学势存储，突破太阳能利用瓶颈。这项早期工作为其后续12项专利、80余篇高被引论文奠定了方法论基础，印证了基础研究向应用转化的可能路径。

在气候危机迫近的今天，Lotsch仍以实验室为阵地，探索着原子尺度上的能源革命。探索Bettina Valeska Lotsch（贝蒂娜·瓦莱斯卡·洛奇）的博士论文：