納米研究要向兩頭進(jìn)軍:一頭是解決納米中的大科學(xué)問題、真正的原創(chuàng)性科學(xué)問題;另一頭是納米技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化問題,解決關(guān)鍵的技術(shù)和工程問題。納米技術(shù)的真正魅力在于它所蘊(yùn)藏的巨大生產(chǎn)力。
納米科技的發(fā)展日新月異,帶給人們無限遐想。中科院院士、著名納米科技專家劉忠范,正是中國(guó)納米科學(xué)與技術(shù)研究的領(lǐng)軍人物。他為中國(guó)納米科技的發(fā)展勾勒出三部曲:科學(xué)、技術(shù)和工程。
納米貴不貴?好不好吃?
1983年,劉忠范大學(xué)本科畢業(yè)后便赴日留學(xué)。他先后在日本橫濱國(guó)立大學(xué)、東京大學(xué)取得了碩士和博士學(xué)位,并在東京大學(xué)和分子科學(xué)研究所做博士后。
攻讀博士期間,劉忠范師從國(guó)際著名光電化學(xué)家藤島昭先生做研究,他很為老師的工作精神所感動(dòng),年過半百仍撲在事業(yè)上。
自幼養(yǎng)成的勤奮習(xí)慣和藤島昭先生的表率,使劉忠范在日學(xué)習(xí)期間取得很大成功,獲得了日本政府獎(jiǎng)學(xué)金并在《Nature》雜志上發(fā)表了學(xué)術(shù)論文。與中國(guó)不同的社會(huì)環(huán)境,也讓埋頭讀書不問世事的劉忠范更加開朗起來。這時(shí),北京大學(xué)化學(xué)系的教授蔡生民找到了他,不止一次地邀請(qǐng)劉忠范回國(guó),并且用真誠(chéng)的話語
打動(dòng)了他。
他選擇了北大。十幾年后回憶起來,劉忠范仍覺得,“北大是最適合我的”。
在研究領(lǐng)域,劉忠范選擇了納米。
人們接受納米有一個(gè)過程。1997年9月27日,北京大學(xué)成立了納米科技中心,這是中國(guó)高校的第一個(gè)跨院系、跨學(xué)科從事納米交叉學(xué)科研究的綜合性研究中心。劉忠范接到很多電話,有人問:“聽說你們搞出一種納米,貴不貴?好不好吃?”劉忠范只好幽默地回答他,“納米太小了,既不好吃,恐怕也吃不飽。”
近年來,納米技術(shù)掀起了陣陣熱潮,也漸漸出現(xiàn)在人們生活中。納米技術(shù)將為目前許多技術(shù)難題提供新的解決方案和思路,也會(huì)進(jìn)一步提高人們的生活水平并有可能在很大程度上改變?nèi)藗兊纳罘绞健?986年諾貝爾物理獎(jiǎng)得主羅雷爾說,曾重視微米科技的國(guó)家,今天都已成為發(fā)達(dá)國(guó)家,而納米科技則為人們提供了新的發(fā)展機(jī)遇,今天重視納米科技的國(guó)家必將在未來的高科技競(jìng)爭(zhēng)中獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷。
科技部最年輕首席科學(xué)家
1994年,劉忠范申請(qǐng)了科技部攀登計(jì)劃項(xiàng)目,經(jīng)費(fèi)500萬元。劉忠范成為這個(gè)項(xiàng)目的首席科學(xué)家,也是當(dāng)時(shí)科技部最年輕的首席科學(xué)家。他從此開始了納米攀登之旅。
“當(dāng)時(shí),我們是做納米級(jí)的信息存儲(chǔ)技術(shù),相當(dāng)于超級(jí)光盤?!眲⒅曳墩f,這個(gè)項(xiàng)目共有三個(gè)承擔(dān)單位,還包括當(dāng)時(shí)的北大電子學(xué)系——現(xiàn)在的信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院的吳全德院士、薛增泉教授以及吉林大學(xué)化學(xué)系的李鐵津教授。吳先生盡管年事已高,但對(duì)‘納米非常敏感。吳老先生和薛教授都是做信息技術(shù)的,尤其有感于我國(guó)微電子技術(shù)發(fā)展的曲折和落后現(xiàn)狀,而納米技術(shù)應(yīng)該是一個(gè)難得的機(jī)會(huì)。因此,“我們之間產(chǎn)生了強(qiáng)烈共鳴,覺得應(yīng)該醞釀一個(gè)計(jì)劃,大張旗鼓地在納米領(lǐng)域開拓——這就是北京大學(xué)納米科技中心成立的初衷”。
1993年,劉忠范回國(guó)后,他親手建立起光電智能材料研究室。起初什么都沒有,完全從零開始做。有幾間空房子,每一個(gè)插頭在什么地方,都要?jiǎng)⒅曳蹲约涸O(shè)計(jì)后找人安裝,桌椅板凳都是他自己一件件買來的。搞前沿研究需要先進(jìn)設(shè)備,為了購(gòu)買這些設(shè)備,他省吃儉用,甚至到了摳門的程度。劉忠范花50多萬元買了一臺(tái)用于看原子和分子的STM儀器,這差不多是國(guó)內(nèi)最早進(jìn)口的洋玩意。儀器需要配置防震臺(tái),由于資金緊張,劉忠范只能帶著學(xué)生親自動(dòng)手。
創(chuàng)業(yè)是艱辛的。當(dāng)年的劉忠范人稱“拼命三郎”,每天最早進(jìn)樓的是他,最晚一個(gè)走出實(shí)驗(yàn)室的還是他。由于總是工作到深夜,樓門早已關(guān)閉,因此他經(jīng)常翻越化學(xué)樓的鐵門,“因此練就了一副好身手”,他自嘲道。
科研工作很辛苦,但也充滿了快樂。在劉忠范眼里,研究的一大樂趣就是和學(xué)生一道創(chuàng)造故事。學(xué)生一個(gè)錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)帶來了熱化學(xué)燒孔存儲(chǔ)技術(shù);一位女同學(xué)的頑固不化和他的堅(jiān)持加包容收獲了石墨烯的偏析生長(zhǎng)方法,進(jìn)而開啟了石墨烯生長(zhǎng)過程工程學(xué)研究之門?;貞浧疬@些往事,劉忠范的臉上洋溢著成就感。
“要向兩頭進(jìn)軍”
十幾年來,中國(guó)納米科技發(fā)展得飛快。從發(fā)表論文數(shù)量上看,已經(jīng)與美國(guó)并駕齊驅(qū),論文的檔次也越來越高,盡管原創(chuàng)性和影響力尚有待提高。劉忠范為中國(guó)納米的發(fā)展簡(jiǎn)單勾勒了三部曲:科學(xué)、技術(shù)和工程。
談起與自己一同成長(zhǎng)的北大納米科技中心,劉忠范說,北大的納米研究,總體上還處于納米科學(xué)的層面。經(jīng)過十幾年的努力,已經(jīng)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步,在國(guó)內(nèi)外擁有了一定的學(xué)術(shù)影響和地位,化學(xué)學(xué)院、信息學(xué)院和物理學(xué)院的納米團(tuán)隊(duì)功不可沒。當(dāng)然,我們還缺少重大突破,需要從高原到高峰的飛躍。
劉忠范特別推崇團(tuán)隊(duì)精神和團(tuán)隊(duì)文化建設(shè)。說起他的研究團(tuán)隊(duì),他總是強(qiáng)調(diào),他所取得的些許成績(jī),都是團(tuán)隊(duì)成員共同拼搏、共同奮斗的結(jié)果。他的研究團(tuán)隊(duì),從最初的幾個(gè)人、十幾個(gè)人,發(fā)展到今天的幾十個(gè)人,不斷地壯大著,也形成了獨(dú)具一格的團(tuán)隊(duì)文化。正是這樣的團(tuán)隊(duì)文化,帶來了一個(gè)又一個(gè)的學(xué)術(shù)研究成果,也使北大成為國(guó)際知名的低維碳材料研究基地。他的信條是:人才決定潛力,機(jī)制決定效率,文化決定高度。
劉忠范最自豪的不是他發(fā)表的300多篇學(xué)術(shù)論文,而是培養(yǎng)了一批熱愛科學(xué)、熱愛納米的弟子。他的弟子絕大多數(shù)都在國(guó)內(nèi)外知名學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)從事科研工作。他更希望將來有一天他被稱為教育家,而不僅僅是一名科學(xué)家。
“ 責(zé)任是通向偉大的代價(jià)”,這是丘吉爾的一句名言。劉忠范深深地感受到越來越多的社會(huì)責(zé)任。兒時(shí)刻骨銘心的貧窮經(jīng)歷使他對(duì)農(nóng)村教育和失學(xué)兒童問題極為關(guān)注,并力所能及地為此做些事情。他設(shè)立的獎(jiǎng)學(xué)金拯救了不少瀕臨失學(xué)的兒童。人生是永不停息的馬拉松。前人在指引著我們,后人在追趕著我們,我們始終處在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中。劉忠范正不斷翻山越嶺,向科學(xué)高峰攀登。(來源:科技日?qǐng)?bào),本刊有刪節(jié))
檔案
劉忠范,中科院院士。1962年生,吉林九臺(tái)人。1983年畢業(yè)于長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)化學(xué)工程系,1984年至1993
年留學(xué)日本并獲東京大學(xué)博士學(xué)位,分子科學(xué)研究所博士后?,F(xiàn)任北京大學(xué)長(zhǎng)江特聘教授(博導(dǎo))、納米科學(xué)與技術(shù)研究中心主任、物理化學(xué)研究所所長(zhǎng),主要從事納米化學(xué)與納米器件研究。