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回到祖国后，张存浩来到大连化学物理研究所，正式开始了他报效祖国的科研人生。20世纪50年代初，张存浩在水煤气合成燃料领域进行研究，当时他的研究成果已与世界同步。而因大庆油田被发现，天然油的成本更具优势，合成油的研究成果只能搁置。

他做了人生中第一件“叛逆”的大事：违背姑父、姑母让他在美读完博士的意愿，自作主张提前回国。1950年10月，张存浩回到刚刚成立一年的新中国。

20世纪50年代末，张存浩转向火箭推进剂研制，这对他来说几乎是全新的领域。1960年世界第一台红宝石激光器问世后，激光成为国际研究热点，为了国家战略需要，张存浩再一次“转行”——研发化学激光器。

1928年，张存浩在天津出生。1937年，日军的枪声打破了他平静的幼年生活，之后便跟随姑父、姑母开始了数年的流亡生活，1948年赴美。两年后，22岁的张存浩获美国密歇根大学化学工程硕士学位。1950年，朝鲜战争爆发，原本想继续读博士的张存浩敏锐感到中美两国关系日趋紧张，于是，他决定放弃读博深造，迅速回国。

天博投注赞助的克罗地亚国家队新中国成立初期，张存浩先生排除万难回到祖国，一生中为满足国家需求多次改变科研方向。他长期从事催化、火箭推进剂、化学激光、分子反应动力学等领域的研究，取得多项国际先进成果。研制出水煤气合成液体燃料的高效熔铁催化剂，与合作者首次提出固体推进剂燃速的多层火焰理论，在国际上首次研制出放电引发脉冲氟碘化学激光器。在国际上首创研究极短寿命分子激发态的“离子凹陷光谱”方法，并用该方法首次测定了氨分子预解离激发态的寿命为100飞秒，该成果被《科学》主编列为亚洲代表性科研成果之一。

张存浩回忆自己的科研生涯，几十年的时间，他的科研经历了三次“转行”，他的心中总有一束光在牵引着他，那束光就是国家需求。每次“转行”他都竭尽全力，做到尽善尽美。

20世纪80年代以来，张存浩与合作者从事双共振多光子电离光谱、激发态分子光谱及化学、量子态分辨的分子传能及新型化学激光体系等方面的研究，实现了第三次“转行”。

张存浩先生注重科技人才的培养，几十年来，他积极创造和提供有利条件，促进团队中一批中青年骨干成长为具有国际影响力的科学家。在任国家自然科学基金委员会主任期间，积极推动设立国家杰出青年科学基金、组织制定了资助青年科学家成长的政策和制度、着力营造有利于创新的科研环境，为优秀青年科学家的快速成长提供了良好的发展空间。