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【科學(xué)家觀點】陳虹宇:前沿往往是冷門
要想脫穎而出,,就要有自己的獨門絕技,;創(chuàng)新的結(jié)果,總是把冷門的研究領(lǐng)域變成新的熱點,。如果隨大流,、盲目追捧熱點,則容易跟在人后,,步步落后,。
從中國科大本科畢業(yè),到耶魯大學(xué)讀博士,到康奈爾大學(xué)博士后出站,,然后在新加坡南洋理工大學(xué)任職,,35歲獲得終身教職,陳虹宇的科研生涯一路充滿光環(huán),。2016年他決定回國到南京工業(yè)大學(xué)任教,,為中國科研貢獻(xiàn)自己的一份力量?;貒痪?,他就申請到了國家自然科學(xué)基金委員會的項目支持。如今,,他帶領(lǐng)的團(tuán)隊,,正在復(fù)合納米結(jié)構(gòu)的合成與機(jī)理研究方面不斷取得新的進(jìn)展。
"前沿的定義,,就是人跡未至的地方,。冷門的不都是前沿,但突破性的進(jìn)展往往出現(xiàn)在冷門的科學(xué)中,。”在接受《中國科學(xué)報》記者采訪時,,陳虹宇表示,“對科研人員來說,,要想脫穎而出,,就要有自己的獨門絕技;創(chuàng)新的結(jié)果,,總是把冷門的研究領(lǐng)域變成新的熱點,。如果隨大流、盲目追捧熱點,,則容易跟在人后,,步步落后。"
陳虹宇
/// 從無機(jī)化學(xué)到納米
納米科技是上世紀(jì)90年代初迅速發(fā)展起來的新興科技,,其目標(biāo)是在比原子,、分子稍大一點的納米尺度,按照人類的意愿操控材料,,制造出具有特定功能的產(chǎn)品,。如今,隨著一些納米產(chǎn)品的逐步推出,,一般人對納米都不會太陌生,。而陳虹宇的研究,是在探索納米科技新的前沿,。
“其實我一開始的研究方向,,和納米并沒有太大關(guān)系,,是傳統(tǒng)無機(jī)化學(xué),”陳虹宇回憶說,。上世紀(jì)90年代,,他考入中國科大就讀無機(jī)化學(xué)專業(yè),師從錢逸泰,、朱英杰等人,。此后,陳虹宇進(jìn)入美國耶魯大學(xué)直接攻讀博士,,從事生物無機(jī)化學(xué)的研究,,“在耶魯大約待了6年半,主要研究錳化合物催化水的氧化產(chǎn)生氧氣的能力,,來了解其在光合作用里的關(guān)鍵作用。”
2004年,,陳虹宇獲得了耶魯大學(xué)的博士學(xué)位,。機(jī)緣巧合,,他找到康奈爾大學(xué)食品科學(xué)系的一個博士后位置,“當(dāng)時康奈爾大學(xué)的導(dǎo)師是微生物學(xué)家,,專長是抗體的研究與生產(chǎn),。但他的研究組里,,有跨越物理,、化學(xué),、微加工,、電子工程等領(lǐng)域的廣泛研究方向,。我在他的影響下,,慢慢熟悉納米領(lǐng)域,,找到了自己的研究方向和突破口。”陳虹宇說,。
回憶當(dāng)年在美國兩所*大學(xué)的經(jīng)歷,,陳虹宇十分感謝導(dǎo)師們給予自己的學(xué)術(shù)自由度,。他們注重發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,,不對學(xué)生選擇的科研方法和具體研究路線做過多的干涉,。他們只負(fù)責(zé)為學(xué)生的科研工作提供宏觀上的指導(dǎo)和邏輯性、嚴(yán)謹(jǐn)性方面的訓(xùn)練,。在他們看來,,科研工作者的興趣和主動性是至關(guān)重要的。對年輕的科研人員來說,,如何發(fā)現(xiàn)自己的興趣,,獨立地尋找科研的新方向;如何建立假設(shè),,并自主地尋求方法證明,,都是需要相當(dāng)長的時間去培養(yǎng)的。導(dǎo)師的過多干涉,,往往會對學(xué)生的成長不利,。
/// 從新加坡到南京
2006年,新加坡南洋理工大學(xué)正在組建化學(xué)與生物化學(xué)系,,在范圍內(nèi)海選英才。之后的數(shù)年間,,陳虹宇在這里發(fā)表了大量高水平文章,,并提前獲得終身教職。從化學(xué)與生物化學(xué)系的副主任,,到數(shù)理學(xué)院的副院長,,再到分管科研的理學(xué)部副部長,陳虹宇已經(jīng)成為新加坡華人科學(xué)家中的*,。他培養(yǎng)的博士,、博士后中,有12位現(xiàn)在在國內(nèi)任教授/副教授,,1位在美國任助理教授,。
在此期間,陳虹宇進(jìn)一步確立了自己的科研方向,。在他看來,,做納米研究的人很多,大多都是應(yīng)用方向,。很少有人愿意去探索更復(fù)雜的納米合成,,做相關(guān)機(jī)理研究的就更少了。也正因此,,他的研究頗受關(guān)注,。
也是在新加坡期間,,陳虹宇和南京工業(yè)大學(xué)的科研人員開始了廣泛的交往與合作,,逐漸對這所學(xué)校有了深入的了解,。因為家庭的因素,,也因為黃維校長的熱情邀請,,以及對中國的眷戀,,他zui終決定放棄國外的終身教職,,回國到南京工業(yè)大學(xué)任教,,參與組建了先進(jìn)化學(xué)制造研究院,并擔(dān)任執(zhí)行院長,。
/// 做納米合成的創(chuàng)新者
“為了納米合成而合成,*范圍內(nèi)都沒有幾個人在做。我當(dāng)時也是靠著自己的興趣,,沒考慮是否方便拿經(jīng)費、發(fā)論文,就一頭扎了進(jìn)去,。”陳虹宇感嘆說,科研人員找到適合自己的研究方向非常重要,。
很多年輕的科研人員都是循著導(dǎo)師的方向一路走下去,,循規(guī)蹈矩,往往不敢提出自己獨到的見解,、獨立的方向,,這對于年輕人的成長不利。“年輕人要學(xué)會培養(yǎng)自己主動尋找新方向的能力,。”陳虹宇說,。
對自己的研究領(lǐng)域,陳虹宇充滿自信,。他和團(tuán)隊揭示了復(fù)合納米顆粒生長的界面調(diào)控機(jī)理,;拓展了納米合成的新結(jié)構(gòu),、新方法;開拓了新型的誘導(dǎo)納米構(gòu)象轉(zhuǎn)變,,得到了眾多同行的高度評價,。獨立工作的10年里,他以通訊作者發(fā)表的高水平文章(影響因子大于10)就有30多篇,,總引用數(shù)4600多次,。
陳虹宇認(rèn)為,要想獲得真正的突破,,科研人員一定要結(jié)合自己的興趣,,在冷門領(lǐng)域進(jìn)行持久的探索。
陳虹宇介紹,,大眾想象中的納米科技,,往往是那種可以攜帶藥物進(jìn)入人體血管,幫助治療疾病的微型機(jī)器人,,“無論將來要做什么樣的納米器件,,都需要具備合成、組裝復(fù)雜納米結(jié)構(gòu)的能力,。而現(xiàn)有的納米科技,,只能合成簡單的納米球、納米棒,、納米片,,也就是說,在合成能力上存在著一個巨大的鴻溝”,。
那么,,這是什么原因造成的呢?陳虹宇認(rèn)為,,當(dāng)前納米是一個非常熱門的領(lǐng)域,,但大部分人都在做應(yīng)用研究,他們所依托的,,是現(xiàn)有的納米材料,。而合成能力有點像工具箱,大家都去用工具,,沒有人去發(fā)展這個工具箱的話,,應(yīng)用的潛力總有一天會耗盡。“從基礎(chǔ)能力上講,,納米形貌的控制跟化學(xué)成分的控制有著本質(zhì)的不同,,除非納米合成可以得到專業(yè)化的發(fā)展,否則這種合成能力上的鴻溝不會自動消失”,。
“傳統(tǒng)的納米合成,,主要側(cè)重于控制納米顆粒的形狀,、大小、均一性,。我們則主要致力于發(fā)展納米合成的方法學(xué),,本來沒有路的,要找到一種方法來達(dá)成,。例如讓納米線自己卷成圈或擰成麻花,,或者生長出納米的箭頭、刻蝕出納米的螺絲,。這樣的復(fù)雜納米結(jié)構(gòu)既然沒有人做過,,其背后形貌控制的機(jī)理也就不為人所知。如果可以摸清楚其產(chǎn)生的具體路徑以及基礎(chǔ)原理,,我們就可以進(jìn)一步拓展合成能力,,而這正是我們力圖要突破的方向。”陳虹宇介紹,,他領(lǐng)導(dǎo)的研究小組開發(fā)出了十幾種新型納米結(jié)構(gòu)的合成路線,,并提出了新穎的機(jī)理。
未來,,陳虹宇希望將復(fù)合納米合成建設(shè)成一個專業(yè)的研究領(lǐng)域,,并期待該領(lǐng)域得到更多人的關(guān)注。他自己則希望在納米復(fù)合結(jié)構(gòu)生長,、納米顆粒團(tuán)簇組裝,、誘導(dǎo)納米構(gòu)象轉(zhuǎn)變、納米線操控等方面作出更多原創(chuàng)的發(fā)現(xiàn)和貢獻(xiàn),。
陳虹宇認(rèn)為,,制藥產(chǎn)業(yè)的成功,是建立在千萬種已知的有機(jī)化合物基礎(chǔ)上的,,背后還有著深厚的理論支持,;納米科技也會一樣,只是現(xiàn)有的納米形貌還太少,、太簡單。“除非納米科技的工具箱得到充分發(fā)展,,否則我們將不會知道我們錯過了什么,。我的研究現(xiàn)在的確是個冷門,但一旦取得突破,,將會拓展納米科技新的前沿”,。