施鈺

侯旭的辦公室里有一張小型棕色雙人沙發(fā)。沙發(fā)上坐過化學化工領域的專家、研究材料科學的學者，也有生物醫(yī)藥專業(yè)的學生、人工智能工程師……作為在多學科交叉前沿開展研究的青年科學家，侯旭的朋友圈覆蓋物理、化學、生物、醫(yī)學、工程、信息等多個領域。

2006年，侯旭從四川大學生物醫(yī)學工程專業(yè)畢業(yè)，被保送至國家納米科學中心攻讀物理化學博士學位，2012年又前往國外進行膜科學相關的仿生材料應用科學的博士后研究。從生物醫(yī)學到物理化學，再到仿生材料科學，對侯旭而言，這段跨多學科的求學經(jīng)歷是寶貴的財富?！安煌瑢W科知識的碰撞，讓我接觸了更加多元的科研思維方式，支撐我嘗試交叉學科研究?！焙钚裾f。

博士后研究期間，侯旭在一次分離實驗中發(fā)現(xiàn)，通過簡單的壓力變化，就可以利用液體開啟關閉氣體與液體的輸運。液體是否也可以成為“門”？

侯旭介紹，在微觀世界，大面積的固體膜材料表面具有難以避免的缺陷。固體膜無法完全阻隔微小物質(zhì)的傳輸，也會造成途經(jīng)物質(zhì)的殘留，時間一長，膜材料就會被污染甚至堵塞，這正是污水處理、空氣凈化、海水淡化等場景中的痛點。

但液面沒有這種缺陷?！耙后w的流動性能使材料表面達到分子級的平整。若將液體穩(wěn)定在固體多孔膜中，讓多孔膜作為‘門框，液體作為‘門，在壓強作用下，‘液門關閉時，即使是氣體分子也無法通過，而‘液門打開時，就可以實現(xiàn)物質(zhì)的快速運輸與分離?！焙钚翊蛄藗€比方，“就像給微觀世界的‘水簾洞安上智能開關?！?/p>

從剎那的靈感出發(fā)，侯旭等人于2015年首次提出“液體門控機制”的概念，踏進未知的“無人區(qū)”。2016年，侯旭入職廈門大學，成為雙聘教授，組建課題組團隊、搭建實驗室，潛心研究“液體門控”的新機制與技術(shù)應用。

踏上一條“從0到1”的科研之路，沒有前人研究可供參考，更缺乏“稱手”的研究工具。

研究初期，為連續(xù)觀察和測量微觀尺度的壓強，侯旭購置了傳感器、電源和顯示器等配件，簡單拼裝了一個測壓設備，“數(shù)據(jù)全靠手抄，一秒就要抄一個數(shù)據(jù)，抄完后再把數(shù)據(jù)錄入電腦換算，并進行分析，一天只能做兩三組實驗?！焙钚裾f。

為更高效地開展實驗，侯旭團隊自主開發(fā)了先進的測試儀器和裝置系統(tǒng)。液門流體跨膜壓強測試儀就是其中之一，這是一臺平板電腦大小的銀色方盒，可以實時監(jiān)測流體跨膜過程中的壓強變化并開展性能分析，同時實現(xiàn)觸屏操作、遠程監(jiān)控、云端輸出與分析等功能，能明顯提高實驗效率。

挑戰(zhàn)不止于此?！敖徊鎸W科研究帶來了最大的驚喜，也帶來了最大的難題?！焙钚窠榻B，一開始，也有一些人覺得他的想法不切實際，甚至無法實現(xiàn)，意義不大，“我的研究和不少學科領域都存在交叉，但在這些現(xiàn)有領域中又很難找到歸屬?！?/p>

經(jīng)歷短暫的迷茫后，侯旭調(diào)整好心態(tài)，決定讓事實和時間說話?！案鴦e人的腳步走，不如自己引領一條新路。做科研要學會坐冷板凳，只要是自己熱愛并認為正確的事，那就堅持走下去。”

幾年過去，侯旭的團隊發(fā)展到30多人，“液體門控”也逐漸發(fā)展成形，奇思妙想成為現(xiàn)實。

2018年，侯旭作為項目負責人主持和開展了國家重點研發(fā)計劃“納米科技”重點專項孔道膜材料的相關項目，推動海水淡化技術(shù)取得新進展；2019年，侯旭團隊開發(fā)了曲率可動態(tài)調(diào)控的碳納米管陣列膜系統(tǒng)，并搭建了海水淡化原型器件；2022年9月，侯旭帶領的團隊在國際學術(shù)期刊《自然》上發(fā)表最新研究成果，首次運用液體門控技術(shù)，提出不同微尺度的顆粒物在水界面上的高效過濾與吸收機制，攻克了現(xiàn)有空氣凈化中從過濾吸收、防污防腐、抗菌除臭到長期運行的技術(shù)難關。

目前，侯旭團隊已發(fā)展了多種響應性液體門控系統(tǒng)，并推動液體門控技術(shù)中新概念膜材料在環(huán)境工程、化工多相分離、物質(zhì)檢測、智慧農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學工程等方面的應用。

廈門大學教授侯旭。圖片|廈門大學官網(wǎng)

科研之路沒有終點。侯旭的課題組吸納了來自生物、醫(yī)學、物理、機械、儀器、化學化工、人工智能等多專業(yè)的學生，團隊在交流與合作中不斷接觸和學習新知識。

如何設計和制備“液體門控”體系中更可控、更穩(wěn)定、響應性更強的液基材料？如何突破液基材料體系的制備理論和技術(shù)？“還有很多問題需要繼續(xù)努力探索?！焙钚裾f。

“我們對這項研究的發(fā)展非常有信心?！碧峒耙后w門控技術(shù)未來的應用前景，侯旭打開了話匣子，“液體門控技術(shù)不僅能在污水處理、空氣凈化等大規(guī)模過濾和分離過程中發(fā)揮重要作用，還將在能量轉(zhuǎn)換與存儲、物質(zhì)檢測、界面?zhèn)鬏敗⒈銛y式可穿戴設備等前沿應用領域帶來驚喜?！边@段時間，侯旭在探索新技術(shù)的產(chǎn)學研合作，“希望能加速實現(xiàn)前沿科學技術(shù)的成果落地，盡快服務社會。”

從事科研工作以來，侯旭已在國內(nèi)外高水平學術(shù)期刊上發(fā)表論文100余篇，并獲評第二屆全國創(chuàng)新爭先獎、科學探索獎、中國化學會青年化學獎、國際仿生工程學會杰出青年獎等榮譽。

在科研攻關之余，侯旭還熱衷于從事科普工作。在鄉(xiāng)村學校，他把艱深的前沿技術(shù)講成生動的故事；在實驗室里，他指導高中生學員實踐科研探索項目；在電視屏幕前，他同年輕觀眾開展科普對話……“我們這一代科研工作者非常幸運，國家的發(fā)展給我們帶來了更強的科研自信，我希望把這樣一份力量傳遞給我們的下一代?！焙钚裾f。

◎ 來源｜人民日報