4月22日
第十八届中国青年女科学家奖颁奖典礼
(资料图片仅供参考)
在京举行
北京大学环境科学与工程学院
刘娟研究员
荣获第十八届中国青年女科学家奖
她是微观地球环境的探索者
践行科学精神，勇攀科学高峰
以科学为律谱，写就巾帼华章
颁奖典礼现场合影（刘娟为第二排右5）
颁发奖励证书（刘娟为右5）
多年来，刘娟围绕矿物-微生物界面相互作用及其驱动地表元素循环能量转化的微观机制，展开了多学科交叉的系统研究工作，揭示了矿物形成转化与微生物呼吸代谢的内在联系，为开发矿物-微生物协同作用在资源开发利用、污染治理、生态环境保护中的应用提供了理论依据。刘娟
微观地球环境的探索者
矿物是生命的基石，它为地球早期生命起源和演化提供了物质与能量来源。更有意思的是，38亿年前，当地球上最早的生命形式——微生物出现后，它便成为了微生物的美味佳肴。
“矿物和微生物相亲相爱，数十亿年来协同演化。”刘娟解释说，“微生物可以通过分解矿物获得能量和营养，与此同时，微生物的代谢过程及其分泌的有机物质还会改变矿物所处的微环境，促进矿物的溶解和转化、元素的迁移和富集，这种矿物-微生物的相互作用像一双看不见的手，在漫长的地质历史中塑造了我们的地球环境。”
对这一未知奥秘的探寻，正是刘娟所从事的工作。
在美国西北太平洋国家实验室工作期间，刘娟参与了核废料填埋堆场地的污染研究项目，与微生物学、化学、环境科学等多个领域的科学家合作，深入研究了放射性核素在地下水和沉积物中的迁移和富集机制。
“我们的研究发现在地下水、沉积物这些无氧和微氧环境中，矿物-微生物相互作用对于污染物的迁移与转化起着重要作用。但是，由于研究手段的局限性和学科壁垒，在传统地质学、环境科学的研究中对于这些过程的解析还十分缺乏。”
刘娟说，正是这一机缘巧合，她被吸引到了这个对地球环境极为重要的前沿研究领域。
微生物如何利用身边的矿物获取能量？什么因素决定了微生物吃矿物的效率和程度？矿物-微生物之间的交互作用在环境演化和资源开发中起到怎样的作用？了解矿物-微生物彼此之间的作用机制及其共演化规律，揭秘两者“数十亿年的恋情”变得十分必要。因为这与地球环境的演变、土壤的形成、矿产资源的成矿过程、地下水中污染物的迁移、全球气候变化等重要过程都密切相关。
刘娟以地表环境中常见的含铁矿物为切入点，系统地对含铁矿物-微生物界面电子传递、物质和能量转化的微观机制，及其对元素循环、矿物转化、微生物呼吸代谢等过程的调控作用展开了长期研究。如今，一些研究成果已经为我国的资源开发利用、污染治理、生态环境保护提供了新的理论依据。
矿物与微生物之间的物质转化和能量流动主要通过电子转移来实现。然而，电子看不见、摸不着，想进一步揭开矿物-微生物相互作用的神秘面纱，需要借助高时空分辨的研究手段，跟踪矿物精细结构特征以及微生物能量代谢的变化，解析矿物-微生物界面的微观电子转移过程。
为什么我们常常在岩石、沉积物、土壤等无机物表面看到微生物体聚集形成生物膜？微生物为什么“扎堆”粘附在无机矿物表面？其中一个重要原因是微生物可以利用矿物进行胞外呼吸。简言之，微生物能通过矿物进行“充/放电”，进而促进电子在胞内呼吸链上的传递，并产生能量维持自身生长。刘娟从“关键蛋白质-单菌-共生体系”的不同层面立体刻画了微生物利用胞外铁氧化物矿物促进呼吸代谢、驱动元素循环的微观机制。不仅定量描述出矿物-微生物电子传递速率，以及相应的物质和能量转化效率，而且还进一步揭示了矿物学性质对于界面电子传递速率的调控机制。
此外，刘娟还从微观层面揭示了矿物-微生物相互作用的规律，通过定量两者的电子传递和能量转化，建立了生物圈和岩石圈的底层联系，为传统矿物学研究注入了新的活力，也为保护和合理开发环境以及自然资源提供了新的理论依据。
当压力大、工作遇到瓶颈时，最让刘娟兴奋的事情就是与同行和学生之间的头脑风暴。
“
科研如同拼拼图，共同发现和探索未知的过程就像探险寻宝，充满了期待和新奇。
”
而家庭则是刘娟放松身心、调整状态的港湾，她特别希望自己在科研方面的努力能感染自己的孩子，让她理解全身心投入自己热爱的事业是件多么幸福的事，长大能够成为一名对社会有用的独立女性。
新起点，新征程，矿物-微生物的“数十亿年之恋”还有太多待解之谜，现在，刘娟又全身心地投入到了“深时铁锰矿物-微生物共演化的能量基础与分子机制”的重大研究项目中。
中国青年女科学家奖由中国科学技术协会、中华全国妇女联合会、中国联合国教科文组织全国委员会等机构于2004年共同设立，是中央批准设立的唯一面向广大女性科技工作者的科技奖项。
迄今为止，中国青年女科学家奖已评选表彰了18届，共有184名优秀女科技工作者，以及15个女科学家团队获奖。
在第18届获奖名单中，除了刘娟研究员获评中国青年女科学家奖以外，学院院友、生态环境部环境规划院宁淼研究员所牵头的“大气复合污染协同防控技术研究团队”获评第十八届“中国青年女科学家奖”团队奖。
视频及人物采访稿来源：全国妇联