羅維副教授
初識(shí)羅維是在上半年的2018年啟明星頒證交流會(huì)上,羅維所在的東華大學(xué)是此次會(huì)議的承辦方,大家都注意到了這個(gè)忙里忙外、憨厚的小伙子。高潮是在當(dāng)晚的班委選舉環(huán)節(jié),羅維憑借“表白”和才藝過(guò)關(guān)斬將,當(dāng)選班長(zhǎng)。我們?cè)谂杂^察羅維,發(fā)現(xiàn)了看似憨厚、“大大咧咧”的羅維其實(shí)有非常細(xì)膩的、智慧的一面。直覺(jué)告訴我們這樣的人往往“有故事”。于是我們相約9月初開(kāi)學(xué)伊始去東華大學(xué)松江校區(qū)聽(tīng)羅維的故事。
羅維是陜西咸陽(yáng)人,其父長(zhǎng)期從事材料科學(xué)領(lǐng)域的研究,其母則在企業(yè)從事質(zhì)量認(rèn)證方面的工作。在小羅維的成長(zhǎng)歲月里他和母親待在一起的時(shí)間多一些,母親是一個(gè)特別支持丈夫的人,她把家里收拾得井井有條,且從來(lái)不會(huì)要求什么,而父親只要一有時(shí)間,就會(huì)幫著母親做家務(wù)。兩人對(duì)生活質(zhì)量要求都不高,家庭生活簡(jiǎn)樸而溫馨。羅維就是在這樣一個(gè)融洽和諧的家庭氛圍中健康成長(zhǎng)起來(lái)的,因此性格也十分溫良。小學(xué)時(shí),羅維每臨寒暑假都會(huì)到爸爸的實(shí)驗(yàn)室去,耳濡目染從小就感受到了科研的氛圍,懵懵懂懂中埋下了日后對(duì)無(wú)機(jī)材料的研究興趣。如果羅維期末考試沒(méi)有考好,父親再忙,也會(huì)在暑假里抽出大段時(shí)間給他復(fù)習(xí)補(bǔ)課。父親平時(shí)話不多,待在家里的時(shí)間也不多,但是對(duì)他的學(xué)習(xí)要求一直很嚴(yán)格,就算沒(méi)有在言語(yǔ)上表達(dá)出來(lái),但羅維說(shuō)自己完全能感覺(jué)到這樣一種壓力。而羅維也在這種逐步釋放壓力的過(guò)程中體會(huì)到父母的關(guān)愛(ài),并在中學(xué)階段就確定自己以后是會(huì)跟父親一樣從事科研工作的。
高考選擇專業(yè)時(shí),羅維本想選擇化工或者材料專業(yè),但父親不建議他在大學(xué)本科的時(shí)候就選擇方向相對(duì)較窄的領(lǐng)域,而認(rèn)為與化工、材料兩者相關(guān)的化學(xué)專業(yè)是一門基礎(chǔ)學(xué)科,也是一門與各個(gè)科研領(lǐng)域密切交叉的中心學(xué)科,如果基礎(chǔ)打得扎實(shí),以后想轉(zhuǎn)到其他相關(guān)的研究方向都較容易,這樣本科的幾年學(xué)習(xí)也可以讓自己有更多的時(shí)間思考以后真正想研究的方向。這是平日言語(yǔ)不多的父親在兒子作重要抉擇的當(dāng)口給出的建議。羅維明白這也是父親根據(jù)自己多年的科研經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合對(duì)兒子能力的判斷提出的建議。他相信父親的判斷,選擇了化學(xué)專業(yè),最終被南京工業(yè)大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)錄取。
羅維的高中同學(xué)中有很多是父親同事的孩子,且很多都考上了一流的名校,有段時(shí)間羅維覺(jué)得自己十分對(duì)不起爸爸。因此他下定決心在本科時(shí)一定要好好學(xué)習(xí)。羅維在本科和研究生階段學(xué)習(xí)了很多關(guān)于有機(jī)化學(xué)的知識(shí),也做了很多有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)和探索研究,但正如父親所言,通過(guò)幾年時(shí)間可以更了解自己,如對(duì)什么研究領(lǐng)域更感興趣、自己的優(yōu)勢(shì)在哪、真正想做什么,從而選擇出最適合自己的那條路。也許是從小受到爸爸的影響,羅維覺(jué)得自己還是對(duì)無(wú)機(jī)化學(xué)、無(wú)機(jī)材料更有感覺(jué)。于是在讀博深造中他報(bào)考了復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系從事介孔材料研究的趙東元院士的博士研究生。
2009年,羅維進(jìn)入趙東元院士課題組攻讀博士學(xué)位。趙老師課題組研究的主要方向是圍繞介孔材料做一系列的合成、結(jié)構(gòu)調(diào)控、性能與應(yīng)用探索等,憑借在介孔材料領(lǐng)域做出的深厚和系統(tǒng)的研究工作,課題組成果非常豐碩,趙老師在國(guó)際上相關(guān)領(lǐng)域的地位也非常高。介孔材料具有極高的比表面積、孔容以及種類繁多的孔道排列方式,因此在諸多領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。
當(dāng)趙老師了解到羅維的有機(jī)化學(xué)背景以后非常感興趣,因?yàn)檫@是拓展介孔材料種類,控制有序介觀結(jié)構(gòu)的一個(gè)新的突破口。他十分鼓勵(lì)羅維采用有機(jī)合成和高分子合成的方法來(lái)制備一些特殊的嵌段共聚物模板劑,從而進(jìn)一步推動(dòng)介孔材料的發(fā)展。雖然研究前景得到導(dǎo)師認(rèn)可和看好,但對(duì)羅維而言,從有機(jī)化學(xué)專業(yè)轉(zhuǎn)到無(wú)機(jī)化學(xué)專業(yè),要學(xué)的東西非常多。為了盡快適應(yīng),羅維花了一年多的時(shí)間來(lái)學(xué)習(xí)無(wú)機(jī)材料的表征、實(shí)驗(yàn)操作等,也因此他比別人花了更多的時(shí)間來(lái)攻讀博士學(xué)位。
講到趙老師對(duì)自己的指導(dǎo),羅維舉了模板劑的例子。模板劑是介孔材料之所以具有有序介觀結(jié)構(gòu)的基本原因,通常是可以通過(guò)商業(yè)化購(gòu)買來(lái)獲得的。但趙老師鼓勵(lì)羅維利用自己有機(jī)化學(xué)的專業(yè)背景來(lái)研究無(wú)機(jī)材料,將有機(jī)化學(xué)和無(wú)機(jī)材料結(jié)合起來(lái),設(shè)計(jì)、合成市場(chǎng)上買不到的具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)的模板劑。這樣的嘗試即使不成功也很值得。受到激勵(lì)的羅維經(jīng)過(guò)自己的努力確實(shí)把自己實(shí)驗(yàn)所要的模板劑合成出來(lái)了。當(dāng)然,這只是第一步,接下來(lái)還要用自己合成的模板劑制備介孔材料。羅維喜歡動(dòng)手,他花了整整一學(xué)期做了幾百個(gè)樣品,但是實(shí)驗(yàn)結(jié)果都不夠理想。心情低落時(shí)他找到趙老師討論,趙老師在安慰和鼓勵(lì)之后,與他從頭開(kāi)始分析問(wèn)題可能出在哪,不放過(guò)任何一個(gè)細(xì)節(jié),并讓他明白科研進(jìn)展得順不順利最重要的不是做了多少東西,而是要去思考和分析實(shí)驗(yàn)本身深層次的東西。這次討論后,羅維根據(jù)找到的問(wèn)題和導(dǎo)師提出的建議對(duì)實(shí)驗(yàn)作了改進(jìn),最終利用新型的模板劑合成出了理想的介孔材料,順利完成了博士論文和答辯。這些研究也驗(yàn)證了最初的預(yù)測(cè),這個(gè)領(lǐng)域確實(shí)能做出很多吸引人的研究來(lái)。
帶領(lǐng)研究生進(jìn)行有序介孔材料的制備
在訪談過(guò)程中,羅維數(shù)次提到趙東元老師對(duì)自己的幫助和影響:“在本科和碩士的時(shí)候,我其實(shí)對(duì)做科研是不太有感覺(jué)的,只是按老師指令去做實(shí)驗(yàn)。但博士階段在趙老師這里,他教會(huì)了我怎么樣去思考問(wèn)題和設(shè)計(jì)課題,如何根據(jù)實(shí)際需要去獲得一種有用的材料,我在趙老師這里完成了從‘操作工’到獨(dú)立、自行承擔(dān)課題的科研人員的轉(zhuǎn)變。”除了科研能力上的明顯提升,羅維還提到自己在與人相處、敢于展示自己方面受益于趙老師的教導(dǎo):“以前爸爸很嚴(yán)格,我多少有點(diǎn)怕他,因而在家里束手束腳,時(shí)間一長(zhǎng)就不太愿意與人交流和分享,有時(shí)候?qū)幵缸邚澛芬膊蝗フ?qǐng)教或聽(tīng)別人的意見(jiàn),更不容易向別人袒露心懷。趙老師的親切和氣讓我敞開(kāi)了心扉,而變得開(kāi)朗、樂(lè)于與人交流也得益于在趙老師課題組組會(huì)中得到的鍛煉。我們當(dāng)時(shí)的組會(huì)分成三個(gè)部分:一是培養(yǎng)學(xué)生的英語(yǔ)表達(dá)能力,找到一篇最新的英文文獻(xiàn)用英語(yǔ)介紹其主要內(nèi)容;二是最近兩周的文獻(xiàn)綜述,這也需要很強(qiáng)的英語(yǔ)閱讀能力和總結(jié)歸納能力;三是匯報(bào)交流自己的研究工作。我花了一年多的時(shí)間來(lái)適應(yīng)這樣的組會(huì)節(jié)奏。從不敢交流到很自如地報(bào)告,這都是趙老師對(duì)我的幫助和指點(diǎn)的結(jié)果?!?/p>
以上大段引用羅維的表述,是因?yàn)樗岬降内w東元院士也是我們?cè)L問(wèn)過(guò)的多位啟明星的導(dǎo)師,趙老師不僅是納米介孔材料研究的世界級(jí)科學(xué)家,更是一位引領(lǐng)許多年輕學(xué)子走上職業(yè)科學(xué)家之路的“掌燈者”和誨人不倦的教育家。我們做啟明星專題報(bào)道的一個(gè)出發(fā)點(diǎn)就是希望能從眾多星友的成長(zhǎng)經(jīng)歷中總結(jié)一些人才培養(yǎng)的規(guī)律,其中受教于杰出的科學(xué)家及其團(tuán)隊(duì)就是被不斷提到的一條。
博士畢業(yè)后,羅維即入職東華大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院。江莞教授是國(guó)內(nèi)知名的功能陶瓷研究專家,江教授及其課題組前幾年被東華大學(xué)引進(jìn),羅維是以江教授團(tuán)隊(duì)成員的身份進(jìn)入東華大學(xué)的。江教授與團(tuán)隊(duì)主要成員王連軍教授、羅維在偶然研究中發(fā)現(xiàn):介孔材料具有極佳的燒結(jié)活性,使用這種粉體材料作為燒結(jié)原料,有望實(shí)現(xiàn)納米晶塊體材料的低溫制備。于是,江教授鼓勵(lì)羅維在這個(gè)全新的領(lǐng)域進(jìn)行研究。做科研的年輕教師都知道,剛剛起步的階段是十分艱難的,無(wú)論是課題經(jīng)費(fèi)、實(shí)驗(yàn)室設(shè)施還是學(xué)生生源都是空白,但羅維說(shuō)他非常幸運(yùn)再遇貴人,江老師把自己的資源分給了羅維,并為他提供了一個(gè)寬松的環(huán)境,包括時(shí)間和研究方向上的自由。羅維就這樣在沒(méi)有壓力的環(huán)境中探索了兩年。這兩年里他的成果產(chǎn)出幾乎是空白。其實(shí),剛進(jìn)校時(shí)他就申報(bào)了揚(yáng)帆計(jì)劃,但是連學(xué)校的推薦資格都沒(méi)有得到。盡管江老師沒(méi)有給他壓力,但他內(nèi)心還是焦慮的,如果遲遲不見(jiàn)結(jié)果,那么江老師讓自己帶教的幾個(gè)學(xué)生怎么畢業(yè)?“壓力山大”之際,江老師仍然鼓勵(lì)他把基礎(chǔ)打好最重要,項(xiàng)目不代表一切,把工作做好了以后機(jī)會(huì)多的是。江老師的鼓勵(lì)和實(shí)實(shí)在在的支持讓他在這最重要的兩年里沒(méi)有慌亂,基本上能靜下心來(lái)做科研。
2016年到2017年,蟄伏兩年后的羅維終于爆發(fā)了,他作為第一作者或通訊作者先后在Journal of the American Chemical Society、Advanced Materials、Nano Energy、Advanced Functional Materials和ACS Nano等雜志上發(fā)表了多篇文章,大部分文章影響因子都在10以上。羅維說(shuō),正如江莞教授所言,踏踏實(shí)實(shí)做科研,有了成果后各種項(xiàng)目也會(huì)接踵而來(lái):羅維先后申請(qǐng)到了上海市青年科技啟明星計(jì)劃,青年拔尖人才開(kāi)發(fā)計(jì)劃,國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目、面上項(xiàng)目等,并于2018年獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年基金的支持。在談到啟明星計(jì)劃時(shí),羅維脫口而出:“競(jìng)爭(zhēng)太激烈了!我很幸運(yùn),趕上了啟明星的末班車。啟明星是科研人員特別重視的一個(gè)人才計(jì)劃,資助的力度也比較大。而且現(xiàn)在的評(píng)審也不只是看發(fā)了多少文章,有特色的研究方向更受關(guān)注?!?/p>
采用介孔氧化硅SBA-15為原料粉體低溫?zé)Y(jié)所得到的透明玻璃材料
采訪到這個(gè)時(shí)候,我們希望羅維講講他在介孔材料低溫制備傳統(tǒng)塊體材料(如玻璃、陶瓷等)方向的研究進(jìn)展,這也是他申報(bào)的啟明星項(xiàng)目的工作。羅維從介孔材料說(shuō)起,所謂介孔材料,是指一類孔徑分布在2~50 nm的多孔材料。由于具有較大孔徑尺寸、多元化骨架結(jié)構(gòu)以及較高比表面積等優(yōu)勢(shì),介孔材料在催化、分離、吸附等重要的應(yīng)用領(lǐng)域,甚至在傳感、藥物控釋、能量存貯與轉(zhuǎn)換等高新技術(shù)領(lǐng)域均具有廣泛的應(yīng)用前景。在介孔材料的傳統(tǒng)研究過(guò)程中,研究者都只注意到利用孔道的各種性質(zhì),而羅維的研究則是獨(dú)辟蹊徑,利用這種材料所具有的高燒結(jié)活性,在相對(duì)低溫(1 000℃以下)的條件下將其燒結(jié),獲得高致密度的塊體材料。這比傳統(tǒng)方法制備塊體材料的溫度低了近800℃,大大降低了制備的能耗。此外,低溫條件能夠最大程度地保證摻雜的功能性組分不受到破壞,從而獲得功能性材料。例如,現(xiàn)有的LED封裝材料硅膠容易老化,而用光功能組分負(fù)載的透明玻璃材料替代可大大延長(zhǎng)器件的使用壽命。
低溫?zé)Y(jié)的優(yōu)勢(shì)顯而易見(jiàn)且意義巨大,因此材料領(lǐng)域的科研工作者在燒結(jié)方法與工藝的改進(jìn)上做了很多探索,但是所取得的進(jìn)展較為有限。事實(shí)上,從2014年進(jìn)入江莞教授的團(tuán)隊(duì),羅維想做的就是從燒結(jié)原料上做出改進(jìn),獲得性能更加優(yōu)異的燒結(jié)粉體,走出一條利用介孔材料的高燒結(jié)活性來(lái)制備致密化塊體材料的全新的研究之路,目前,羅維所在的研究小組也是世界上首個(gè)開(kāi)展這方面探索研究的課題組。
羅維坦言,盡管他對(duì)這個(gè)介孔材料低溫?zé)Y(jié)的探索很有信心,江教授也包括他的父親都鼓勵(lì)他“咬定青山不放松”,但目前來(lái)說(shuō),課題組對(duì)介孔材料燒結(jié)的過(guò)程與機(jī)理還有待進(jìn)一步深入研究,低溫?zé)Y(jié)的體系數(shù)目也需要拓展,且某些介孔材料的成本相對(duì)較高,還無(wú)法工業(yè)化。因此,羅維下一步探究的方向是深入了解致密化機(jī)理,從源頭出發(fā),根據(jù)致密化的過(guò)程設(shè)計(jì)出最適合低溫?zé)Y(jié)的介孔材料,并研發(fā)出最佳的低溫?zé)Y(jié)工藝,這也是羅維啟明星課題研究的內(nèi)容。
我們發(fā)覺(jué),話題一涉及這些材料,羅維就很有話想說(shuō)。他認(rèn)為,玻璃等塊體材料與我們的生活密不可分,除了傳統(tǒng)的用途如玻璃門窗、工藝玻璃等,還可用做大功率LED照明、智能玻璃幕墻以及航空航天等高精尖的領(lǐng)域,對(duì)國(guó)計(jì)民生意義重大。但目前研究傳統(tǒng)塊體材料的人越來(lái)越少,因?yàn)檫@是一個(gè)傳統(tǒng)領(lǐng)域,能開(kāi)挖的空間似乎有限,且又和時(shí)髦的超微結(jié)構(gòu)等方向難以沾邊,文章也不好發(fā)表,這樣愿意守著這個(gè)領(lǐng)域的人就越來(lái)越少。但羅維沒(méi)有動(dòng)搖,他覺(jué)得自己的研究是在創(chuàng)立介孔材料制備塊體材料的新合成方法系統(tǒng),如果能夠建立并固化下來(lái),這比發(fā)文章的意義更大。他也相信,通過(guò)對(duì)塊體材料的深入探索與研究,能夠讓這樣的傳統(tǒng)材料再度成為熱門方向。
訪談到此,作為訪者的我們對(duì)眼前這個(gè)年輕人更生出一份敬意:這是一個(gè)不追熱點(diǎn)有定力、認(rèn)定方向有韌勁的可造之才,難能可貴!
羅維也想借此次訪問(wèn)向更多的人呼吁,傳統(tǒng)材料通過(guò)新的方法手段也能賦予其新的功能,希望有更多的人關(guān)注并進(jìn)入到這個(gè)領(lǐng)域中,讓傳統(tǒng)材料再放異彩。