這位“哥倫布” 讓“老學(xué)科”撞出“新大陸”
(圖片由受訪者提供)
每一步進(jìn)展都來之不易,但他總笑稱“是幸運之神的眷顧”?;嫉没际н@種事找不上于浦,“我還有很多好玩的想法,總會做出來。概率不能總盯著一個人‘黑’,對吧?”
本報記者張佳星
自從意大利航海家哥倫布敲破了那枚雞蛋,全世界都知道了豎起雞蛋的方法。
本月初,清華大學(xué)副教授于浦團(tuán)隊的研究論文在《自然》在線發(fā)表后,一些實驗室已著手準(zhǔn)備用他的方法“調(diào)控材料物性”。
《自然》為該團(tuán)隊論文《選擇性雙離子開關(guān)電場控制的三態(tài)相變》配發(fā)的新聞評述里說:“這項成果的美妙之處在于它讓人們不再受限于高溫條件,在溫和的室溫下就能完成材料物性的調(diào)控?!边@為材料設(shè)計開拓了“新大陸”。
近日,科技日報記者前往清華大學(xué)于浦課題組,探訪這片“新大陸”上的“哥倫布”。
“5毛特效”,讓小離子“破殼”而入
在一組中學(xué)實驗課的布景中,于浦成功找到了讓主角SrCoO2.5與O2-、H+分分合合進(jìn)而發(fā)生“蝶變”的方法,一舉贏得整個物理界的掌聲。
“氫氧離子的加減法是最普通的電化學(xué)實驗,我的學(xué)生將其形容為‘5毛特效’?!闭劶俺煽?,于浦顯得云淡風(fēng)輕?!半S便和我們這個行當(dāng)?shù)娜艘徽f,估計他們今天下午就能實現(xiàn)?!?/p>
該實驗核心部分與好萊塢奇幻劇《變相怪杰》的劇情類似,沒有人想到主角SrCoO2.5能那么隨意地變身為有鐵磁金屬性的SrCoO3-δ和弱鐵磁絕緣性的HSrCoO2.5,直到于浦送給它一張神奇的“面具”——離子液體電場。
“傳統(tǒng)物理研究多用高溫高壓、化學(xué)摻雜的方法實現(xiàn)新型材料的生長?!钡谄挚刹幌搿把?guī)蹈矩”,他打破思維定勢,引入電化學(xué)的方法研究物理。
為何會有這樣的突發(fā)奇想呢?“其實這對我是個全新的嘗試,但好奇心和直覺驅(qū)使我們一步步把它做了出來?!?/p>
就是這張在別人看來稀松平常的“面具”,到了于浦手里變得神奇起來。
“我的思路很明確,要加離子最有效的方法有哪些?要實現(xiàn)這個方法,有哪些材料可以選擇?更為重要的是,這些離子進(jìn)入材料之后,要留在里面?!边@是于浦研究的關(guān)鍵一步?!拔覀冞x擇了有大孔隙的原料,用了最簡單的離子。”就這樣,在材料中分別插入了O2-、H+的SrCoO2.5,變身為光、電、磁特性完全不同的兩種材料。
其實,每一步進(jìn)展都來之不易,但他總笑稱“是幸運之神的眷顧”?;嫉没际н@種事找不上于浦。“我還有很多好玩的想法,總會做出來。概率不能總盯著一個人‘黑’,對吧?”
于浦眼中的科研是“好玩”的。因為好玩,他腦中會時不時蹦出各種奇妙的想法?!耙挥泻猛娴南敕ǎ揖团芟聵侨ズ退麄儯▽W(xué)生)分享?!毖埻泻献鲿r,他會說:“我們有個好玩的題,你們要不要來?”時間流轉(zhuǎn)三十余載,眼前的科學(xué)家,卻分明還是個“少年”,眼中閃爍著好奇與渴望。
先行之道,兩大基礎(chǔ)學(xué)科“破殼”交融
研制出好材料當(dāng)然讓人開心,但能讓學(xué)界豎起大拇哥的則是發(fā)現(xiàn)材料調(diào)控的新方法。
南京大學(xué)都有為院士給出了這樣的評價:“這是一篇十分出色的科學(xué)論文,為材料應(yīng)用開拓出新領(lǐng)域?!?/p>
清華大學(xué)薛其坤院士說:“于浦等人開創(chuàng)性地將電化學(xué)手段引入凝聚態(tài)物理研究中來,極大地豐富了材料物性的調(diào)控思路。”
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)陳仙輝院士表示:“這項工作首次實現(xiàn)了陰陽離子的雙調(diào)控,為電場控制材料結(jié)構(gòu)相轉(zhuǎn)換提供了方法和思路。”
清華大學(xué)南策文院士稱贊道:“于浦思想活躍,在伯克利大學(xué)時已頗有建樹?;貒笾匦麻_啟一個方向,通過電場調(diào)控實現(xiàn)雙離子在氧化物中的可逆遷移與擴(kuò)散。這是一個突破。”
“創(chuàng)新性”“開創(chuàng)性”“首次”“突破”,同行們不約而同地用“先行者”的特質(zhì)描述于浦和他的研究。
對先行者來說,一個必經(jīng)的考驗是——沒有條件,創(chuàng)造條件也要上。“對我們來說,物理的瓶頸很少,經(jīng)常困擾我們的是,缺少化學(xué)的設(shè)備和知識,該從哪里入手?!庇谄只貞浾f:“例如,我們想知道氫離子進(jìn)去了多少?可之前完全沒接觸過。通過學(xué)習(xí),我們發(fā)現(xiàn)原來有個東西叫‘離子質(zhì)譜’,這些看似簡單的東西,對我們來說都是全新的挑戰(zhàn)?!?/p>
在論文中,每一張圖都包含了巨大的信息量和數(shù)據(jù)量。于浦說:“我說的簡單,但相變的過程以及對光、電、磁的研究都需要大量的數(shù)據(jù)支撐?!?/p>
“我們與做理論的伙伴合作模擬結(jié)構(gòu),與做電鏡的合作者確定精細(xì)結(jié)構(gòu)?!闭n題研究啟動后的兩年時間里,于浦團(tuán)隊都在“跨界”學(xué)習(xí)化學(xué),他們借助合作,最終完成了這項任務(wù)。
一本《固體化學(xué)》靜靜地躺在于浦的桌上。兩大基礎(chǔ)學(xué)科的“殼”在這里融化,而后交融,展現(xiàn)出無限的可能。
師之精神,打破知識接力的“堅殼”
導(dǎo)師是于浦人生路上的“燈塔”。在每一個重要的節(jié)點——職業(yè)選擇、課題申報等,恩師都是他力量的源泉。說起這些年的點點滴滴,于浦都會提到導(dǎo)師,臉上露出孩童的笑,那表情似乎在說:“我的進(jìn)步他們滿意就好?!?/p>
在一篇文章中,有這樣一段關(guān)于于浦的描述:“于老師又談到了學(xué)術(shù)的傳承。從血統(tǒng)上來說子女是傳承,而從學(xué)術(shù)上來說學(xué)生則是傳承。‘所以我跟我的研究生經(jīng)常說,在學(xué)術(shù)上,他們就是我的孩子’。”
答案原來在這里——傳承。這正是千年來“師”的精神所在。
“我為他們設(shè)計的是網(wǎng)絡(luò)式的培養(yǎng)課題?!庇谄终f,這種方式既能有效促進(jìn)研究,還有助于養(yǎng)成好習(xí)慣。
于浦團(tuán)隊的成員在需要協(xié)作完成工作時,都會放下自己手頭的事情幫助別人,學(xué)術(shù)價值不會成為論文署名先后次序的依據(jù)。
對待導(dǎo)師,他有孩子般的尊敬,每提收獲他必定不忘師長的教誨。對待學(xué)生,他像嚴(yán)父;每遇學(xué)生懈怠,他會用“好玩”的事情“引誘”他們上進(jìn)?!皩?dǎo)師要教授的不僅是一個具體的實驗技能,還有好的科研習(xí)慣與科研理念?!庇谄终f,“實驗有困難他們會自己想辦法,不會抱怨儀器少和設(shè)備簡陋。他們相信自己能做出與眾不同的研究,與眾不同的成果也將誕生在他們手中。”
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