唯热爱可抵科研漫长

2022-02-16 19:45米娜
教育家 2022年4期
关键词:兰州大学X射线实验室

米娜

我们不能人云亦云,这不是科学精神,科学精神最重要的就是创新。

——系统科学家钱学森

兴趣爱好

打篮球、打羽毛球

值得一读的书

《从一到无穷大》

崇拜的科学家

伦琴——X射线的发现者。他放弃申请相关专利,造福人类。

他做实验细致入微,严谨论证测量出的数据,大力推动理论与实践的结合。

十年之后想成为什么样的人

在研究领域内做出自己的特色和贡献,上好基础课,培养出优秀的学生。

做学问,不仅心态要好,还要找准自己的定位。

靳志文:

出生日期:1990年3月20日

出生地:山西省朔州市

毕业院校:本科就读于兰州大学,硕士、博士就读于中国科學院化学研究所

工作单位及职务:兰州大学物理科学与技术学院教授、研究生导师

没有对未知事物产生过好奇的人,无法理解什么是科学探索的快乐。不懈追求真理,让严谨的科学研究进入大众的视线,是兰州大学“90后”教授靳志文一贯坚持的科研信条。每每在实验室发现新现象时,他所有的疲惫与怠倦都一扫而空,强压着心中的兴奋与满足,仔细将这些实验数据记录于册。靳志文对科研的热爱,也使“冷色调”的实验室多了几分温度。

找准定位,适合的就是最好的

若不是体验过科学探索的快乐,他不会成为如今的靳志文。2007年,靳志文还是一名因喜欢做实验而奔波于各个项目组的本科生。他常常“混入”老师的课题组和学长们的创新项目组,与他们一同做实验,体验探索科学奥秘的快乐,即使只是“打打下手”,也心满意足。一次偶然的机会,靳志文了解到兰州大学专门为本科生进行基础领域的科学研究提供基金,便毫不犹豫地迈出了“科研第一步”。从提交项目申请到立项前的答辩,靳志文投入了大量的时间与精力,在图书馆翻阅研究资料、在实验室反复验证,并主动向学院的老师与学长请教,虚心接受身边同学的建议。靳志文将这些声音与切身实践相结合,逐渐形成了一套适合自己的方法。天道酬勤,他的项目最终在众多的申报课题中脱颖而出,顺利立项。

前行之路并非平坦的大道,靳志文也走过弯路。“中学时我就对化学有浓厚的兴趣,一直梦想进入大学后修化学专业。”靳志文回忆说。但造化时常弄人。2007年,他报考了兰州大学。收到心仪院校的录取通知书后,靳志文惊奇地发现,即将主修的材料化学专业竟然设在物理科学与技术学院。不知道等待自己的是怎样的学习环境和学习内容,但生性乐观的他,决定前往这所与他“有缘”的高校,“我知道自己是去学习的,不是去享受的”。

真正接触到材料化学后,靳志文一直以来的“化学梦”砰然破碎——材料化学是交叉学科,而非专门研究材料的化学性质,更多涉及的是材料在制备、生产、应用和废弃过程中产生的化学现象,涵盖物理学、热力学、电化学等多方面的知识。事与愿违,靳志文有些失落,甚至有过动摇:要不要换个专业?毕竟很少有人能在自己不感兴趣的领域内取得令人称道的成就。可转专业又谈何容易?想到这里,靳志文努力调整自己的心态,积极参加各类科学实验和创新项目,尝试去发现交叉学科的美好。在实验室里“折腾”的次数多了,他逐渐从“仅凭一腔热血但什么也做不了”的状态,转为“挖掘到一些关键点和小技巧”的窃喜,渐渐对学科中涉及的物理知识产生了兴趣。“其实,我发现自己喜欢的不一定就是化学,而是科学研究的过程与获得成果的快乐。”靳志文说。

2011年,在各方面取得优异成绩的靳志文,被保送至中国科学院化学研究所硕博连读。终于走向科研,靳志文笑着说道,“我可能是运气比较好,找到了适合自己的定位”。

聚焦“卡脖子”技术

2015年,尚在中科院化学所攻读博士学位的靳志文研究太阳能电池时,注意到在新兴的金属卤化物基太阳能电池领域,研究的关注点大多在有机或有机无机杂化太阳能电池上,即使将精力投入此领域的科研人员较多,也未能解决电池稳定性较弱的问题。嗅到“科学气味”的靳志文,开始尝试以做成全无机的方式提升电池的效率和稳定性。

2016年8月,靳志文来到陕西师范大学刘生忠教授课题组开展博士后工作。在此期间,他与课题组的伙伴们发现全无机钙钛矿具有优异的光热稳定性,可理想的黑色立方相无机钙钛矿在常温下热力学不稳定。为了找到解决方法,靳志文与伙伴们继续蛰伏在实验室里,想要通过优化CsPbI3晶体结构、薄膜性质,使整个器件性能达到最优结果。尽管研究过程中存在大量重复性工作,他们也丝毫没有懈怠。

一个寻常的下午,实验室里回荡着他们沸腾的欢呼声。通过反复的实验,他们使全无机钙钛矿太阳能电池的效率超过14%,并展示出很高的热稳定性。“这是当时无机钙钛矿太阳能电池的最高效率。”靳志文激动地回忆道。他对那间规模虽小但能产出巨大能量的实验室近乎迷恋、痴狂,“那是造梦的工厂,是碰撞灵感的地方”。

2018年10月,出站后的靳志文回到兰州大学。此时的他,有一种强烈的“做科研是为了国家发展和推动地方经济”的意识。当注意到国内高值科学X射线类仪器遭受国外技术及专利封锁严重,还存在一定的电离辐射泄露风险时,靳志文决定在前期工作的基础上,结合甘肃省显著的核产业区域优势和母校的核科学研究实力,搭建X射线探测技术研究平台。

“1895年伦琴发现了X射线,国外的科学家们掌握核心技术,将其运用到了医学领域。但我国在这方面起步较晚,国外又对元器件、核心技术持保密态度,让我们处于一种‘卡脖子状态。在这样的环境下,我们必须以国家需求为导向,将论文写在祖国大地上,让成果成功落地。”

科研的进度和成果的产出与科研人员的周遭环境密切相关。国家提倡“破五唯”,强调要为科研人员“松绑”,兰州大学率先垂范,实施相对灵活的识才机制。按照规定,靳志文可以自由组团做项目,学校不仅给予资金、资源等支持,在没有完成预期目标的情况下不做考核评价,还在入职前安排住宿以解决青年科研人员的后顾之忧。

这样的自由对科研人员的重要性不言而喻,靳志文与团队全身心投入到科研工作中。他们围绕金属卤化物的合成/结构以及调控方法、高效能量转换器件的构筑及实现方式、X射线能量转换的基本规律及相关理论等关键科学问题开展研究,在低成本规模化制备、高灵敏探测的器件结构设计、采集速度和感光效率的制衡关系等方面取得了系列研究进展。

“开展X射线探测关键技术研究,是安全地驾驭核技术,X射线相关仪器国产化的有效途径。”在靳志文看来,面对如此重任,“孤军奋战”无法实现“从0到1”的突破。他非常重视团队的力量,随着个人能力不断提升,团队也在不断扩充壮大。“组建一支在协作中迸发科研火花的团队,可以为科研注入蓬勃生机,创造无限可能。”如何建立并管理一支高效运作的科研团队,是靳志文一直在思考的问题。

为人师者的传道、授业、解惑

作为一名大学教授,要兼顾教学与科研两项职能,不能偏颇。但初次走上讲台,面对一群与自己年纪相仿的学生,靳志文慌了,“给学生上课和在实验室里搞科研完全是两码事”。为上好每一堂课,他虚心向前辈请教,也常与学生沟通,尽力做到“教学、科研两不误”:用心给学生讲解学科基础知识,帮助他们打下坚实的基础;讲授书本内容的同时,聚焦学科相关应用领域,将多维度的知识与课堂实际内容结合起来,激发学生的学习兴趣;将一些趣味实验引入课堂,在互动中培养学生的创新意识;鼓励学生积极参加学科项目,为他们提供提前走入实验室的机会,增强他们的实践能力。

担任研究生导师的靳志文,为帮助学生建立知识体系、做出更有深度的研究,充分利用学术资源,常常带着学生参加学术研讨会,给他们提供与国内外专家交流、了解学科前沿理论的机会,更是常常熬至深夜,逐字逐句为学生修改论文。即使学生人数越来越多,工作任务越来越重,他也会花大量的时间和精力在学生身上,尽自己所能为他们“铺路”。

走在校园里,与学生们相谈甚欢的靳志文,常常被误认为是一名学生。“我的研究生大都是‘90后,年龄与我相差不多,交流起来没有代沟,非常顺畅。”作为学生的良师益友,靳志文常常为学生解惑,“做学问,不仅心态要好,还要找准自己的定位,受外界影响做出的選择不一定适合你”。这是他对学生的关心,也是“过来人”的经验之谈。

2021年底,兰州大学学生们在评选“我最喜爱的十大教师”活动中,纷纷把票投给了他们口中“认真严谨的好老师”“毫无距离感的大哥哥”靳志文。

“我们‘90后是承上启下的一代,既要传承老一辈教授们的精神,又要尽力培养下一代接班人。”靳志文认为,只有心向科研,热爱科研,才能走好这漫长的科研路。他想要凝聚更多新生代力量,做对时代命题和社会需要有所思考、有所回应的研究,走好科研的每一步。

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