近日,“作伴青春,播種夢想???復旦大學2016-2017學年獎學金頒獎典禮”舉行。
作為復旦學子的優秀代表,榮獲國家獎學金的高分子科學系博士生張曄與物理系博士生張駿展現出新一代學子的精氣神,是新生代的學習榜樣。
■本報見習記者 李晨琰
高分子科學系博士生張曄:
科研帶給她工匠雕刻藝術品般的享受
復旦大學江灣校區的高分子科學系和先進材料實驗室,每天清晨,2015級博士生張曄都會出現在此,她每天至少有12小時在實驗室度過。
張曄頭上有許多光環:美國材料研究學會優秀博士生金獎、陶氏化學可持續發展創新獎特等獎、復旦大學第七屆研究生學術之星、第21屆上海高校學生創造發明“科技創業杯”發明創新一等獎、連續三年獲得研究生國家獎學金……然而,“享受科研”卻是張曄身上最大的標簽。
“從發現問題到最終解決問題的過程很有挑戰性。”張曄甚至常在生活中尋找科研靈感。比如超級電容器有比較高的功率密度,而鋰電池有比較高的能量密度,將兩者優勢結合的結構設計靈感就來自天津麻花。“經過和組內同學的討論,我們做出了多根纏繞結構。”
當然,科研也常常伴隨失敗,張曄想做的電致變色顯示屏就因為出現了每個點相互干擾的問題而需要設計新的實驗方案。但她說,“設計方案將難題攻破是科研最有趣的部分。”
對張曄來說,科研仿佛工匠雕刻藝術品般的享受:讀文獻、做實驗都是自己和尚未誕生的論文“溝通”的過程,收獲的是從無到有的創造性的快樂;文章被審稿人要求修改時,是從審稿人角度反復推敲、將論文如玉石般打磨至臻于完美的滿足;文章發表之后,看到別人的引用,在學術交流中收到反饋,辛苦的時光都仿佛被過濾了,只留下持久的激勵。
張曄對科研道路上的領路人???復旦大學高分子科學系教授彭慧勝格外敬佩。
彭慧勝的高標準和嚴要求每時每刻都在影響著課題組中的學生。“彭老師不接受中庸之道,無論什么都要求我們做到最好。他不斷督促我們離開舒適區,去尋找自己的最大潛能。”張曄說,“彭老師以身作則,工作強度比我們所有學生都大,我們有時改文章到晚上11點就去睡覺,想著老師最快明后天才反饋。但是一覺醒來,他已經在凌晨一兩點就把文章改好發來了。”
正是基于如此嚴格的要求,張曄在科研上的進步非常快。今年4月,在美國材料研究學會春季會議上,張曄因在新型纖維狀鋰離子電池方面的研究工作,獲得美國材料研究學會優秀博士生金獎。
“新型柔性可穿戴電化學儲能器件是當下國際學術界和工業界關注的熱點。”張曄告訴記者,纖維狀電化學儲能器件已經成為多學科交叉研究的熱點方向之一,目前研究的重點是發展新型纖維電極材料,要求其同時具有良好的柔性、高強度和電導率,以獲得優異性能的儲能器件。“我們在此基礎上提出并成功實現了線狀、柔性并可拉伸的鋰離子電池。簡言之,通過人體運動與太陽能完成儲能,衣服能自行發電再嵌入織物電腦,人就能在衣服上收發郵件。”
目前該成品已在實驗室成功測試完畢,張曄正在為其投入市場努力。“科研就是要走在前面,超越市場,預想未來五十年的發展。”
去年只是一名觀眾的張曄,今年作為亞洲地區唯一一位美國材料研究學會金獎得主,也是此次獲獎的唯一女性,走上了領獎臺。張曄說,“去年我坐在臺下看到臺上領獎的全是男生,我就在想為什么女生不行? 我想告訴所有女生,我們在科研上一點兒不比男生差。”
物理系博士生張駿:
發表了14篇SCI論文的他將去企業做研發
自2009年進入復旦大學物理系,如今讀博的張駿已經發表了14篇SCI論文,這些文章被刊登在 《物理評論快報》 等物理類頂尖學術期刊。他還多次在中國物理學會秋季學術會議、凝聚態物理國際學術會議等國內外著名學術會議上交流科研成果。
明年即將畢業的張駿計劃去企業從事研發。“不管怎么樣,我都不會離開科研這條路。”張駿說。
大三暑假,張駿進入了課題組。他的導師???復旦大學教授李世燕是凝聚態物理實驗研究的“大牛”,其課題組是國際上少數幾個能利用極低溫熱輸運手段探測超導體超導能隙結構和量子磁體中低能磁激發的研究組之一。
進入課題組的喜悅沒維持多久,張駿就被李世燕潑了冷水,“科研很艱苦,研究物理意味著你做好了吃苦的準備。”
“超導是美妙的,它吸引我們這些物理工作者孜孜不倦地探尋。”懷著這種“神圣”的使命感,張駿踏上了研究合成超導新材料之路。前期尋找超導的方式,主要是通過對已有超導材料進行元素替代和摻雜來合成。但,尋找超導材料沒有特定的公式,一切就像在黑暗中尋找光明。雖然張駿反復實驗,但得到的許多樣品都沒有實現超導性質。“李老師常說,我們探索的是未知的領域,就像摸著石頭過河,這兒沒石頭,不遠處總會有石頭。”
實驗失敗率極高,但張駿從未放棄,最終他找到了一種新的超導材料Ta2PdSe5。盡管兩年多的時間中,他合成的20多種超導材料只有一種能夠投入使用,但張駿依舊很滿足,“對于一個在黑暗中久久摸索的人來說,有一點光就已經足夠溫暖了。”
除了合成新材料,也可以運用高壓技術將非超導材料變為超導。2015年,課題組開始使用高壓技術,張駿成了這個方向的前行者。由于高壓技術限制,樣品厚度與電極都需為幾十微米,實驗必須手動操作完成,因此這是更艱難的挑戰。
以往合成新的超導材料往往一兩個月便有結果,然而高壓技術兩三個月只能試一次。連續兩個多月,張駿早上去上海高壓研究中心,半夜回來,一刻也不敢放松。
至今令張駿印象深刻的是一次失敗的實驗。他曾想通過向NbAs增加高壓,使其從非超導材料變為超導材料,然而“經過半年實驗,材料卻‘紋絲不動’。我沮喪極了。”張駿說,“李老師安慰我,這段時間并不是浪費,至少我們可以證明這個材料很穩定,告訴科學界這條路行不通。”
科學研究中的失敗并非毫無意義,而是另一種形式的“成功”???讓后人少走彎路亦是失敗的價值。
緊張的科研間隙,張駿也積極參加各類志愿活動,“每個人都有不同的解壓方式,而我參與志愿活動就是在調整生活節奏,讓我能夠在緊張的科研工作中收獲快樂。”