這位“哥倫布” 讓“老學科”撞出“新大陸”
(圖片由受訪者提供)
每一步進展都來之不易,但他總笑稱“是幸運之神的眷顧”。患得患失這種事找不上于浦,“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,清華大學副教授于浦團隊的研究論文在《自然》在線發表后,一些實驗室已著手準備用他的方法“調控材料物性”。
《自然》為該團隊論文《選擇性雙離子開關電場控制的三態相變》配發的新聞評述里說:“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控。”這為材料設計開拓了“新大陸”。
近日,科技日報記者前往清華大學于浦課題組,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+分分合合進而發生“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實驗,我的學生將其形容為‘5毛特效’。”談及成績,于浦顯得云淡風輕?!半S便和我們這個行當的人一說,估計他們今天下午就能實現?!?/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。
“傳統物理研究多用高溫高壓、化學摻雜的方法實現新型材料的生長。”但于浦可不想“循規蹈矩”,他打破思維定勢,引入電化學的方法研究物理。
為何會有這樣的突發奇想呢?“其實這對我是個全新的嘗試,但好奇心和直覺驅使我們一步步把它做了出來。”
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?要實現這個方法,有哪些材料可以選擇?更為重要的是,這些離子進入材料之后,要留在里面?!边@是于浦研究的關鍵一步。“我們選擇了有大孔隙的原料,用了最簡單的離子?!本瓦@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。“一有好玩的想法,我就跑下樓去和他們(學生)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?”時間流轉三十余載,眼前的科學家,卻分明還是個“少年”,眼中閃爍著好奇與渴望。
先行之道,兩大基礎學科“破殼”交融
研制出好材料當然讓人開心,但能讓學界豎起大拇哥的則是發現材料調控的新方法。
南京大學都有為院士給出了這樣的評價:“這是一篇十分出色的科學論文,為材料應用開拓出新領域?!?/p>
清華大學薛其坤院士說:“于浦等人開創性地將電化學手段引入凝聚態物理研究中來,極大地豐富了材料物性的調控思路。”
中國科學技術大學陳仙輝院士表示:“這項工作首次實現了陰陽離子的雙調控,為電場控制材料結構相轉換提供了方法和思路?!?/p>
清華大學南策文院士稱贊道:“于浦思想活躍,在伯克利大學時已頗有建樹?;貒笾匦麻_啟一個方向,通過電場調控實現雙離子在氧化物中的可逆遷移與擴散。這是一個突破?!?/p>
“創新性”“開創性”“首次”“突破”,同行們不約而同地用“先行者”的特質描述于浦和他的研究。
對先行者來說,一個必經的考驗是——沒有條件,創造條件也要上?!皩ξ覀儊碚f,物理的瓶頸很少,經常困擾我們的是,缺少化學的設備和知識,該從哪里入手?!庇谄只貞浾f:“例如,我們想知道氫離子進去了多少?可之前完全沒接觸過。通過學習,我們發現原來有個東西叫‘離子質譜’,這些看似簡單的東西,對我們來說都是全新的挑戰?!?/p>
在論文中,每一張圖都包含了巨大的信息量和數據量。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據支撐。”
“我們與做理論的伙伴合作模擬結構,與做電鏡的合作者確定精細結構?!闭n題研究啟動后的兩年時間里,于浦團隊都在“跨界”學習化學,他們借助合作,最終完成了這項任務。
一本《固體化學》靜靜地躺在于浦的桌上。兩大基礎學科的“殼”在這里融化,而后交融,展現出無限的可能。
師之精神,打破知識接力的“堅殼”
導師是于浦人生路上的“燈塔”。在每一個重要的節點——職業選擇、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,于浦都會提到導師,臉上露出孩童的笑,那表情似乎在說:“我的進步他們滿意就好。”
在一篇文章中,有這樣一段關于于浦的描述:“于老師又談到了學術的傳承。從血統上來說子女是傳承,而從學術上來說學生則是傳承?!晕腋业难芯可洺Uf,在學術上,他們就是我的孩子’?!?/p>
答案原來在這里——傳承。這正是千年來“師”的精神所在。
“我為他們設計的是網絡式的培養課題?!庇谄终f,這種方式既能有效促進研究,還有助于養成好習慣。
于浦團隊的成員在需要協作完成工作時,都會放下自己手頭的事情幫助別人,學術價值不會成為論文署名先后次序的依據。
對待導師,他有孩子般的尊敬,每提收獲他必定不忘師長的教誨。對待學生,他像嚴父;每遇學生懈怠,他會用“好玩”的事情“引誘”他們上進?!皩熞淌诘牟粌H是一個具體的實驗技能,還有好的科研習慣與科研理念?!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?!?/p>
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