江利娜

如果說這次的“暴走”是一場(chǎng)集體馬拉松，那么回族尋根計(jì)劃就是“千里走單騎”了。

實(shí)驗(yàn)“智多星” 張如范

清華大學(xué) 化學(xué)工程系

我的研究?jī)?nèi)容是碳納米管，一種由碳原子組成的管狀結(jié)構(gòu)納米材料。碳納米管在力學(xué)、電學(xué)和熱學(xué)等各方面的性能都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過常規(guī)材料，在未來的航空航天、超強(qiáng)纖維、防彈衣等領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用前景。

但當(dāng)我真正開始著手研究碳納米管之后，卻發(fā)現(xiàn)由于生長(zhǎng)機(jī)理的限制，普通的碳納米管最長(zhǎng)也就1～2毫米，這大大地限制了它們的性能發(fā)揮。不幸的是，我的研究題目就是超長(zhǎng)納米管的制備與性質(zhì)研究。導(dǎo)師魏飛教授還給我提出了一個(gè)特別崩潰的期望：希望我們能夠制備出米級(jí)甚至千米級(jí)的碳納米管。當(dāng)時(shí)，全世界最長(zhǎng)的碳納米管也就只有4厘米。

課題難度大，我?guī)缀鯖]日沒夜地做實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室的電子顯微鏡使用有限制，大概有2個(gè)月的時(shí)間，我的實(shí)驗(yàn)時(shí)間都是從晚8點(diǎn)到第二天的早8點(diǎn)。如果能夠使碳納米管在光學(xué)顯微鏡下進(jìn)行表征就好了！我突然想到了二氧化鈦納米顆粒，這些顆粒對(duì)可見光有很強(qiáng)的散射能力，如果在碳納米管上負(fù)載二氧化鈦納米顆粒，利用它們的光散射性，就極有可能實(shí)現(xiàn)光學(xué)顯微鏡下碳納米管的可視化觀察。我馬上動(dòng)手，不出所料，實(shí)驗(yàn)成功了！不僅方法簡(jiǎn)單，而且大大提高了碳納米管的結(jié)構(gòu)表征、性能測(cè)量和器件構(gòu)建的效率。

實(shí)驗(yàn)室的很多設(shè)備都無法滿足碳納米管的研究要求，在研究碳納米管的力學(xué)特性時(shí)，我又遇到了瓶頸。測(cè)量碳納米管的力學(xué)特性一般需要精度達(dá)到納米級(jí)的專業(yè)設(shè)備，可是這種設(shè)備，學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室根本沒有。怎么辦？很長(zhǎng)一段時(shí)間，我都一籌莫展，每天都泡在實(shí)驗(yàn)室里，不停地想著各種解決方案。如果用一根毛細(xì)管從懸空的碳納米管側(cè)面“吹氣”，使碳納米管發(fā)生彎曲，再根據(jù)氣速的大小、顆粒數(shù)量、粒徑以及碳納米管的彎曲程度來計(jì)算受力大小，不就可以測(cè)量出他們的力學(xué)性質(zhì)了嗎？沒有儀器直接進(jìn)行測(cè)量，就通過運(yùn)算來得到結(jié)果！

有了這個(gè)想法，我豁然開朗。但隨即困難又出現(xiàn)了。如果要順利實(shí)現(xiàn)“吹氣”法，就要使納米管“生長(zhǎng)”在具有一定溝槽的硅片基地上，而在硅片上刻槽需要用微加工工藝，成本將近萬元。那么，如果將3塊硅片拼接在一起，形成一個(gè)溝槽，不就好了嗎？可拼接硅片需要能耐受1000℃高溫的粘合劑，到哪兒去找？我又開始了嘗試，但一次次都以失敗告終。有一天，實(shí)驗(yàn)桌一角擺放著的鋁箔吸引了我的注意，“為何不用簡(jiǎn)單的金屬鋁箔去嘗試呢？”最常見的材料居然被我忽視了！于是，我將小片鋁箔放在兩個(gè)硅片之間，然后在高溫下融化鋁箔，將兩塊硅片粘附在一起，冷卻后鋁箔變?yōu)楣虘B(tài)，完美地固定了硅片。就這樣，我制備出了帶有溝槽的硅片，而這樣的加工成本幾乎為零。

經(jīng)過多年的努力，2013年，我在魏老師的指導(dǎo)下終于制備出單根長(zhǎng)度達(dá)到半米長(zhǎng)的碳納米管，這也成為目前世界上最長(zhǎng)的碳納米管。

文獻(xiàn)007 許振凌

四川大學(xué) 原子與分子物理學(xué)專業(yè)

我的導(dǎo)師吳教授非常重視我們的文獻(xiàn)研究。我記得研一時(shí)只要是吳教授的課，每次都會(huì)布置我們讀一些與課堂相關(guān)的文獻(xiàn)，學(xué)期結(jié)束時(shí)，還要做一個(gè)完整的報(bào)告。

一次，我找來一篇研究液體統(tǒng)計(jì)積分方程的文獻(xiàn)資料。一般液體統(tǒng)計(jì)里的積分方程用的是三維徑向硬球（hard sphere）體系，但這個(gè)學(xué)者把一個(gè)硬球（一種分子模型，除了碰撞之外沒有其他作用力的分子）的半徑假象成無窮大，這樣原來只能用于三維徑向里的積分方程就能用于研究硬球在一個(gè)硬面（hard wall）附近的分布了?？吹竭@里，我馬上想到：如果把原本體系里的硬球變成其他體系，比如球形孔穴（spherical pore），柱型孔穴（cylindrical pore），或者兩個(gè)硬面（slit pore），甚至有的硬球可通過、有的不能通過的半透膜（Semi-permeable membrane），是不是會(huì)有不同的研究結(jié)果呢？除了硬球體系，是不是還可以做離子體系？這些問題打開了我的思路，我一口氣找來了關(guān)于液體統(tǒng)計(jì)積分方程的各類文獻(xiàn)資料，整整一個(gè)多禮拜，每天都在圖書館泡著，而且越讀越覺得有意思，原來的疑問也一一得到了解答。

有了這次經(jīng)歷，我深刻地認(rèn)識(shí)到文獻(xiàn)資料的重要性。現(xiàn)在我們做的科研，大多建立在之前許多學(xué)者研究的基礎(chǔ)上，這些研究本身就是一筆寶貴的財(cái)富。在他們的基礎(chǔ)上開展研究，必定會(huì)事半功倍。很快，我的這個(gè)觀點(diǎn)也得到了驗(yàn)證。

那天，我跟著吳教授在實(shí)驗(yàn)室里完成一個(gè)單分子膜界面相圖的測(cè)量。可令人不解的是，我們得到的界面光譜實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與一般情況下的數(shù)據(jù)不大一樣。幾個(gè)同學(xué)提議再重復(fù)實(shí)驗(yàn)看看是不是做錯(cuò)了，我說：“不如我們找找看有沒有相關(guān)的文獻(xiàn)資料吧！”吳教授贊同我的提議：“如果沒有資料顯示有這樣的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，我們?cè)賮碇貜?fù)幾次！”僅僅10分鐘，我便在蓋恩斯1966年出版的單分子膜的專注上找到了答案，發(fā)現(xiàn)這個(gè)結(jié)論是一種典型的現(xiàn)象，我們的實(shí)驗(yàn)并沒有做錯(cuò)，只是一般教科書或者論文中并不涉及這類問題。在這本專著的指引下，我又找到了相關(guān)數(shù)據(jù)的原始文獻(xiàn)：1942年發(fā)表在《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》上的一篇文章。它除了提到單分子膜測(cè)量中的一些特殊情況，還對(duì)出現(xiàn)特殊情況的原因做了很有意思的推測(cè)。

之后我對(duì)于文獻(xiàn)資料的學(xué)習(xí)更感興趣了，不僅會(huì)了解最新最前沿的一些行業(yè)研究，很多有創(chuàng)意的“奇葩”研究也會(huì)對(duì)我產(chǎn)生極大的吸引力。我的畢業(yè)論文《雙原子分子離解研究》中設(shè)計(jì)的很多勢(shì)能公式、量子計(jì)算方法以及光譜研究思路等，就是在我平時(shí)積累的文獻(xiàn)資料中得到的依據(jù)和啟發(fā)。

暴走的研霸 王傳超

復(fù)旦大學(xué) 現(xiàn)代人類學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

大四下學(xué)期，我加入了復(fù)旦現(xiàn)代人類學(xué)實(shí)驗(yàn)室，從此開始了我的人類學(xué)研究。至今雖然取得了不少成果，但最令人印象深刻的還是要數(shù)我們“暴走”的研究過程了！

因?yàn)橐芯恳粋€(gè)族群的基因演變，廣泛的取樣就成了必不可少的工作。為了研究曹操家族的DNA，我與課題組的同學(xué)幾乎走遍了全國(guó)，針對(duì)曹姓家族進(jìn)行血樣采集，詢問他們的家譜和家族的來歷與傳說，最后更是找到了安徽亳州曹氏墓的所在地，并從曹操的叔祖父曹鼎的兩顆牙齒上提取、還原了供檢測(cè)的DNA。功夫不負(fù)有心人，我們發(fā)現(xiàn)，在聲稱是曹操后代的這些家族人群里，O2*（一種Y染色體單倍群）這個(gè)單倍群的比例達(dá)到了50%左右，明顯高于一般人群。而同樣，我們?cè)诓芏Φ腄NA中也檢測(cè)出了相同的情況。依據(jù)法醫(yī)學(xué)的判定，我們可以認(rèn)定他們是曹操的后代。在這次研究中，我也以第一作者的身份發(fā)表了《DNA揭開曹操身世之謎》、《曹操叔祖的古DNA結(jié)果與曹操后世子孫相符》、《Y染色體揭開曹操身世之謎》等多篇研究成果論文。

如果說這次的“暴走”是一場(chǎng)集體馬拉松，那么回族尋根計(jì)劃就是“千里走單騎”了?；刈迨侵袊?guó)乃至世界上少有的“先有宗教，再有民族”的民族，也是中國(guó)第二大少數(shù)民族，分布得極為廣泛，因此，要想大規(guī)模地采集全國(guó)范圍內(nèi)回族人群的唾液，提取DNA，研究Y染色體上的基因組信息，來研究其精細(xì)的Y染色體遺傳結(jié)構(gòu)，就又得跑遍整個(gè)中國(guó)。

我的全國(guó)調(diào)查取樣從2012年7月開始，整個(gè)行程中，最大的挑戰(zhàn)莫過于尋找放樣本的冷藏箱了，冷藏箱是用來存放采集到的樣品的，但由于采集樣本的時(shí)間剛好是夏天，即便是我在冷藏箱里放上了冰塊，還是不能長(zhǎng)時(shí)間地保存樣本。所以每到一個(gè)地區(qū)，我都必須要找到一個(gè)研究所或者實(shí)驗(yàn)室來存放冷藏箱。一些地方有我的同學(xué)或?qū)熃榻B的一些朋友，有些地方可沒有“人脈”。于是我靈機(jī)一動(dòng)，在網(wǎng)上發(fā)布了我的行程，試圖尋求各地的研究員們的幫助。很快我就收到了很多邀請(qǐng)，云南的中國(guó)科學(xué)院昆明動(dòng)物所，成都的四川大學(xué)華西醫(yī)學(xué)中心等等都給我提供了放置冷藏箱的地方。

從7月中旬到8月底，40天時(shí)間里，我輾轉(zhuǎn)近2萬公里，從11個(gè)省和自治區(qū)的30座城市進(jìn)行了取樣和調(diào)查，取得了1000多份唾液樣本。3年來，我在東亞人群和語言的起源和分化、東亞特殊疾病相關(guān)基因的進(jìn)化、人類遺傳學(xué)在歷史研究中的應(yīng)用等領(lǐng)域發(fā)表論文23篇，其中SCI論文13篇。因?yàn)榕d趣所在，我決定繼續(xù)做一個(gè)暴走的研霸。