領跑納米科技——訪廈門大學朱賢方教授

本刊記者 王圣媛

領跑納米科技
——訪廈門大學朱賢方教授

本刊記者 王圣媛

與澳大利亞院士（導師）J S Williams參加波士頓MRS會議

納米科技是影響未來人類生活的世界三大新科技之一，是與生命科學、信息技術、能源科學并重的21世紀具有戰略意義的重要領域。納米技術對未來社會發展、經濟繁榮、國家安全和人民生活質量的提高都將產生巨大的影響。近些年來，納米科技異軍突起，受到全世界的關注。

2009年7月25日，廈門大學中國－澳大利亞功能納米材料聯合實驗室正式成立并舉行了揭牌儀式。

廈門大學中國—澳大利亞功能納米材料聯合實驗室，是我國納米技術研究領域的新銳機構，自成立之日起便倍受業界矚目。聯合實驗室主任朱賢方是中國最早開始納米材料研究的科學家之一，與澳大利亞和美國材料領域尤其是納米材料領域科學家有廣泛的學術合作關系和學術聯系。

朱賢方教授，1985年在中國科學院固體物理所開始納米材料研究，親歷了納米材料科學和技術研究三個發展階段。在納米材料設計、制備、改性及納米結構穩定性方面有20余年的研究經驗。

意志與奮斗

“真正科學家是永遠不會寂寞的,因為他們對科學是如癡如醉的。”

朱賢方教授出身于一個普通的農民家庭，在當時生活條件極為艱苦但人們思想還很純真的環境里，科學對一個農村孩子來說，是高深莫測的，對于科學，朱賢方懷著一種虔誠的崇拜，開始了狂熱的追求。他自幼刻苦用功，學習成績優秀，1979年他以比重點分數線高出60多分高考成績，考入東北工學院（現今的東北大學）。在東工，僅用六年半的時間，1985年以優異的成績完成本科到研究生的學習和論文研究，畢業分配時硬是被中科院固體物理所把他要了過去。他本科和研究生論文及早期研究工作就較系統研究了工業鋁和一系列合金的界面和相變阻尼新機理、新研究方法，首次實現了固體馳豫復雜理論譜中多個馳豫參數的準確擬合計算，發展了一系列工業阻尼合金，建立了兩個測量金屬材料阻尼的國家標準，相關研究成果還通過了國家鑒定。他成為當時為數不多的具有研究生學歷的科研人才。

1985年，朱賢方教授在中國科學院固體物理所開始了納米材料研究漫漫征程。本著對專業知識的熱愛和孜孜孜以求的科學探索精神，除了在中國科學院固體物理所從事11年納米材料研究外，朱賢方教授先后還在澳大利亞國立大學、美國伊利諾大學香檳分校、阿貢國家實驗室、杰弗遜國家實驗室及Univ of Georgia的納米科學與工程中心等單位從事過10年納米研究研究工作，率先建立了一種誘導近表面多孔硅的自離子注入條件，并用多種非平衡方法制備出納米粒子、納米孔、微米球殼有機無機復合結構、納米線和納米管及其宏觀有序陣列等新型低維納米結構，同時對各種納米結構的穩定性進行了大量系統的電鏡原位和非原位觀察，系統發展了納米結構亞穩定性新理論和相關納米加工技術。例如，他首次提出了納米顆粒和納米孔之間結構性能的反對稱關系和納米正負曲率效應等“納尺寸（nanosize）”新概念，形成了納米結構亞穩定性理論突破。首次提出了“納時間（nanotime）”新概念和相關的廣義聲子軟模和點陣失穩模型，并用之來統一預言和解釋各種能量束（如光子、電子、和離子束）與凝聚態物質交互作用，為能量束在納米尺寸范圍或超快過程中對材料進行加工和改性及納米器件制備提供了理論依據。這些工作得到許多國際知名同行專家的高度評價，被視為納米物理的重要進展。由此，朱賢方教相關科研成果被授予澳大利亞和日本國家級科研獎。

回國后，在廈門大學朱賢方教授繼續延伸和拓展他在澳大利亞和美國的納米研究，研究更加強調前瞻性、實用性、潛在應用前景及與不同學科交叉。他先后承擔有國家重大科學研究計劃（973）納米研究重大科學研究計劃、科技部國際合作與交流專項基金、科技部中澳科技合作特別基金、國家自然科學基金光電信息材料重大研究計劃課題、國家自然科學基金納米重大研究專項項目、國家自然科學基金面上項目、教育部重點項目、福建省科技項目重大專項、廈門大學優異人才引進啟動經費等項目共有12項。在這些項目資助下，他首先自行研制新設備，實現了低維納米結構可控有序生長和有機無機納米級復合，成功制備出一系列新納米結構。尤其是他利用廈門大學和清華大學電鏡平臺，全面系統深入納米管、納米線等一系列新型納米結構的穩定性和納米加工，較全面證實了他早期發現的“納尺寸（nanosize）”效應和“納時間（nanotime）”效應普遍存在于各種新的納米結構，他提出的相關新概念能解釋所有納米不穩定性現象，并能解釋現有文獻中knock-on機制和一些分子動力學模擬所不能解釋納米不穩定性現象。因此, 他提出的概念能直接揭示被現有文獻忽略的納米科學本質問題。與此同時，研究還確立了一系列納米加工、焊接和修飾的工藝參數和工藝條件，為確定新一代納米器件設計制備提供可靠參數和科學依據。相關技術已申請7項國家發明專利。

在王占國院士主持的中國-澳大利亞功能納米材料聯合實驗室專家論證會上

理想與成功

“只有形成對學術的敬畏, 而非對權術的敬畏，才有可能出現世界一流大學和一流學者。”

從上世紀末以來，人們發現，當代科學的發展和重大科學技術成就的取得，越來越依賴于不同學科之間的交叉與融合，許多有影響的科技成果，都是在學科的交叉點上取得的。功能納米材料科學作為當今發展最快的學科之一，不僅本身具有多學科的綜合性，而且需要生物學家、醫學家和數學、物理、化學、信息科學、環境科學、工程科學等學科專家共同努力。將來納米科學的許多重大突破，都將是通過多學科的交叉來實現的。由于功能納米材料研究呈前沿性挑戰性及以上多學科交叉性質（尤其是呈過去少有的物理、機械、化學領域與生物、生命醫學領域的交叉），納米材料研究日顯依賴多學科專家的聯合公關和國際合作，相關領域后繼人才也急需要多學科交叉和國際合作平臺的聯合培養。這樣，現有學科和大學相關院系劃分已不能適應納米材料研究和人才培養新形勢，靠過去單學科乃至單個國家科學家研究和人才培養模式已很難維系納米材料研究的持續和深入發展。為了適應以上時代要求，國際主流大學均在突破現有學科劃分局限，探尋納米材料研究多學科交叉和國際合作新模式，建立相應跨學科納米材料聯合研究實驗室（中心）乃至各種形式國際合作平臺，以期實現納米材料真正的集成化、功能化、器件化從而達到最終的實用化。

在此背景下，回國以后，朱賢方教授利用自己與澳大利亞和美國材料領域尤其是納米材料領域科學家有廣泛的學術合作關系和學術聯系，率先在廈門大學創建了我國目前在功能納米材料前沿領域唯一的中國-澳大利亞功能納米材料聯合實驗室，打造了一個由院士、教授、副教授、博士后、博士及碩士生組成的研究團隊（包括10余名中國科學院院士和澳大利亞聯邦教授院士組成的實驗室學術委員會），形成了一個有特色的、多學科交叉的納米研究國際合作和研究生聯合培養（尤其是聯合授予博士學位）平臺。聯合實驗室研究方向被集中在當前納米材料界的熱點問題：通過非平衡熱力學過程來可控制備、加工、改性、組裝納米結構和器件。以超快過程新效應和納米尺寸新效應為理論基礎，以非平衡熱力學過程為工具，將不同材料整合或改性成一個全新的納米結構或器件，實現其全新功能。

朱賢方教授是國際功能納米材料領域青年學術帶頭人之一，早在九十年代留學澳大利亞和美國期間，就利用自己既在國內又在國外的長期研究背景及對中西方文化差異的特別了解，極力推動中國與西方發達國家政府間的在納米技術領域的交流與合作。例如，他和澳大利亞研究理事會國家納米功能納米材料中心主任逯高清院士自1979年就相互認識，1985年開始材料研究交流合作。1998年雙方在北京國際材料學會聯合大會（IUMRS ICAM’98）后，均以政府代表身份親自參加了中國-澳大利亞政府科技合作意向會和隨后的《中國-澳大利亞科技合作特別資金諒解備忘錄》最早的起草工作，并重點討論了納米科技的前沿和合作內容。隨后，雙方分別在澳大利亞和美國就納米制備和納米光刻進行了實質性合作研究。

自2006年“中國—澳大利亞功能納米材料聯合實驗室合作協議”簽署以來，廈門大學與昆士蘭大學積極通過實行頻繁的研究資源、設備和信息共享、研究人員互訪交流、研究生聯合培養等，建立起了互補式且富有成效的合作關系。最近，中國科學院半導體研究所王占國院士為組長的專家組對聯合實驗室進行了論證。專家組認為聯合實驗室成員均具有較高的業務素質和研究水平，研究范圍包括物理、材料、化學、生物、醫學等各個領域，實驗室研究方向明確,并且呈有特色的多學科交叉。聯合實驗室合作雙方在功能納米材料研究方面已有長期合作基礎，且均具有良好的協作環境與豐富的合作經驗，成果豐碩，并有長期與國外其他知名大學和國家實驗室合作進行納米研究的經驗。實驗室已有國家級重大和重點項目的依托，實驗室所需要的儀器設備材料已基本具備。

與廈門大學領導一起訪問昆士蘭大學

聯合實驗室合作澳方主體澳大利亞研究理事會功能納米材料中心由昆士蘭大學、澳大利亞國立大學、新南威爾士大學、悉尼科技大學等四所澳大利亞最著名大學聯合成立。中心聚成了澳大利亞一流的納米技術研究力量和最先進的研究設備，研究方向幾乎涵蓋納米科學技術所有領域。

聯合實驗室除了與澳大利亞ARC國家功能納米材料中心簽署長期合作協議外，還與美國UIUC納米技術實驗室和美國AMAC International Inc簽署長期合作協議，并與美國阿貢國家實驗室、哈佛大學工程應用科學部、UIUC ECE和材料系、Michigan大學納米束加工實驗室等建立了穩固的學術合作和交流關系，另外與國內多所著名大學實驗室進行項目合作研究。

聯合實驗室正式成立標志著中澳雙方合作進入一個新的歷史階段。聯合實驗室將聯合中澳雙方實驗室技術力量，進一步發揮中澳雙方實驗室各自的優勢和特長，開展納米科學與技術在生物能源、信息技術、生態環境等領域中前沿戰略性的研究與應用，推動和促進物理、化學、材料、生物醫學等學科的交叉發展，為發展我國的納米科學做出貢獻。同時在促進亞太地區納米研究的國際交流與合作上扮演重要角色。

處世與美德

“只追求名和利的人, 是永遠無法達到科學峰巔的, 因為科學對他們而言只是敲門磚。”

目前，朱賢方教授還帶著數十位學生，他提倡培養學生要授以他們得到知識的方法，而不是填鴨式地知識的灌輸，做實驗要勤于思考，且要通過長時間的大量積累。

談到目前功利浮躁社會對科研人員學術環境的影響，朱賢方教授語重心長地說，做學術研究絕對不能造假，不能只追求名利，一個真正的科研者追求的應是科學本身的真理。科研成績并不能依靠發表在刊物上的論文數、論文期刊級別和被引用的次數來證明，而應以能否提高人們的生活質量、為人民生活提供便利為衡量標準；學術論文的最終目的不是為了追求表面上“引用次數”或“影響因子”，而是為了“實際應用”，從而為促進人類文明發展做出真正貢獻。搞科研工作要耐得住寂寞，不能急于求成，要經過反復實踐；不能流于形勢，不能別人搞什么就跟風而動，一定要堅持自己的研究基礎和觀點，并經過長期的積累沉淀，致力于現實應用。

他認為，納米結構是一個非平衡的亞穩結構，具有很大不確定性，納米實驗是一個長期的、仍需不斷實踐的過程，納米研究不能僅停留在其表面現象或被其表面現象所迷惑，而是要深入系統探究其物理本質，納米學科研究本質是對傳統學科的不斷挑戰和突破過程，納米學科的建立必須是傳統學科的一個質飛躍，這個突破飛躍不是依靠個人就能夠完成的，需要經過長期甚至幾代人學術理論、科研實踐的長時間積累。為了能全面系統證明他提出的“納尺寸（nanosize）”和“納時間（nanotime）”新概念和建立相應的納米穩定性新的理論體系，他目前手頭已積累大量實驗室數據和論文稿件，并沒有為了一時的功利和榮譽，而急于發表。

二十幾年來，朱賢方教授將全部精力投入到材料制備、改性、結構和性能關系等研究上，他出色的納米研究成果還是已得到國際國內同行的廣泛認同和重視。迄今為止，朱賢方教授共發表100余篇論文（80%以上為第一或獨立作者），申請國家發明專利7項，制定國家標準一項。研究得到美國、澳洲、新加坡及中國國家級基金四百多萬美元的資助。并獲澳大利亞OPRS Scholarship (第一名),日本STA Fellowship等獎勵。近20次出任國際國內學術會議主席、分會主席和委員，五十余次被國際學術會議及美國、澳大利亞、中國著名大學及國家實驗室邀請作學術報告，多次被邀撰寫材料領域重要期刊綜述文章和專著章節。在美國、澳洲和中國培養博士碩士20余名。他曾任美國佐治亞大學Assistant Professor，國家基金委重大研究計劃特邀海外評估咨詢專家等職。2005年他獲國家杰出青年基金（外籍）候選人資格。他目前同時兼任美國AMAC International Inc首席科學家，美國Inter J of Molecular Eng副主編、《科學通報》和《微納電子技術》等期刊編委，美國Appl Phys Lett、J Phys Chem《中國物理快報》等期刊特約評審，中國微納米技術學會理事, 廈門大學生物醫學工程中心納米研究學科帶頭人、科技部國際合作重點項目評審專家、《中國未來20年技術預見研究》課題遴選專家等職。他的傳記已被Marquis Who’s Who in the World, Who‘s Who in Science and Engineering, Outstanding People of the 20th Century, Marquis Who’s Who in America和Marquis Who’s Who in America Science and Engineering等收錄。

朱賢方教授始終站在納米科學技術研究前沿，精勤不倦，為祖國的納米事業做出了巨大的貢獻。

朱賢方教授主持中國澳大利亞功能納米材料論壇

在澳大利亞國立大學攻讀博士學位期間

朱賢方 材料科學家，1961年12月出生于安徽省潛山縣，先后于1983年和1985年獲東北工學院（現東北大學）學士和碩士學位，2000年獲澳大利亞國立大學哲學博士學位，2000年1月至2001年12月在美國依利偌大學香檳分校美國能源部材料研究實驗室從事博士后科研。1985年至1992年先后任中國科學院固體物理所實習研究員、助理研究員和副研究員。1995年至2004年在新加坡、澳大利亞和美國從事納米科學技術研究。2002年1月任美國佐治亞大學助理教授。2003年12月任廈門大學教授、博士生導師。2004年2月起任中國-澳大利亞功能納米材料聯合實驗室主任。曾任國家自然科學基金委光電信息材料重大研究計劃海外特邀咨詢評估專家、美國Inter J Molecular Eng副主編等職。2005年獲國家杰出青年基金（外籍）候選人資格。目前兼任美國AMAC International Inc 首席科學家、《科學通報》和《微納電子技術》等期刊編委、美國Appl Phys Lett、J Phys Chem、《中國物理快報》等期刊特約評審、中國微納米技術學會理事、廈門大學生物醫學工程中心納米研究學科帶頭人、科技部國際合作重點項目評審專家、《中國未來20年技術預見研究》課題遴選專家等職。傳記被Who's Who in Science and Engineering 和Marquis Who's Who等收錄。